PT1299646E - Bomba doseadora - Google Patents
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Description
ΡΕ1299646 1 DESCRIÇÃO "ΒΟΜΒΑ DOSEADORA" O presente invento refere-se a uma bomba doseadora do tipo mencionado no conceito da reivindicação 1. 0 documento GB 2 303 925 A divulga um sistema amortecedor para uma bomba oscilatória, correspondendo ao actual nivel técnico. Através do sistema amortecedor, o sistema de transporte da bomba que, em função da construção, é afectado por choques, é compensado desta anomalia, proporcionando que o transporte do caudal se processe de forma eficazmente uniforme, e permitindo uma medição aproximada da quantidade transportada. O sistema amortecedor representa um custo adicional e não permite a medição exacta do caudal transportado apesar do efeito de amortecimento. Em particular, o caudal de transporte não se encontra na razão directa com o movimento de accionamento da bomba, pelo que os sistemas de amortecimento e de medição são essenciais. A bomba em questão não é, portanto, uma bomba doseadora. O documento FR 1 555 291 apresenta uma bomba, que é, também, uma bomba vibratória. Ela apresenta uma câmara cilíndrica, na qual se desloca um êmbolo de material 2 PE1299646 magnetizável. Numa entrada da câmara, onde se encontra o êmbolo, e numa saída da câmara encontram-se, no sentido de transporte do fluido, válvulas de retenção que se podem abrir. Através de uma bobina de excitação, alimentada por corrente alterna, o êmbolo passa a vibrar. Simultaneamente, ele é submetido a uma tensão prévia, por meio de uma mola, no sentido de transporte. Quando a bobina se encontra excitada, o êmbolo transporta o fluido de forma intermitente. Por este motivo, este conhecido tipo de bomba é inadequado para operar como bomba doseadora. independentemente disso, são inevitáveis as ocorrências de fugas entre êmbolo e as paredes circundantes, de forma a não existir correlação entre o respectivo curso de transporte e o curso do êmbolo. Este é também um motivo porque esta bomba não pode operar como bomba doseadora.
As bombas de dosagem são geralmente conhecidas. Elas têm a função de dosear e, especialmente, transportar um fluido doseador para um outro meio, como água, p. ex.. Elas são dotadas de uma câmara que possui uma válvula de admissão numa entrada da câmara e uma válvula de descarga na descarga da câmara. Uma parte da parede desta câmara é formada por um diafragma, que se move em vai-e-vem por acção de um accionamento. Quando se dá um movimento no sentido de aumentar o volume da câmara, o fluido doseador é aspirado na câmara através da válvula de admissão, enquanto que o movimento do diafragma no sentido inverso reduz o volume da câmara, e o fluido doseador é transportado para fora da câmara através da válvula de descarga, sendo depois 3 PE1299646 transportado para um local desejado através de uma conduta.
Uma desvantagem a assinalar neste tipo de bomba doseadora, é o facto de a admissão do fluido doseador na câmara, através do processo de sucção, demorar relativamente bastante tempo, enquanto que nenhum fluido doseador depois de atravessar a válvula de descarga atinge o local de saída e é expulso. Por outro lado, na expulsão pela válvula de descarga, devido à redução do volume da câmara, o fluido doseador, depois de passar da conduta de admissão para a válvula de admissão, fica em repouso, originado pelo fecho intermitente da válvula de admissão, o que se reflecte desfavoravelmente em relação ao processo de bombagem, ao aumento de ruídos e ao desgaste de material. A patente US 1 580 479 divulga um tipo de bomba que apresenta uma câmara com uma admissão, incorporando uma válvula de admissão e com uma descarga que incorpora uma válvula de descarga. A câmara está dividida em duas por meio de uma placa que se movimenta em vai-e-vem através de um dispositivo de accionamento a ela associado. Nesta placa, encontra-se uma passagem coaxial à qual se associa uma válvula de separação, que se abre no sentido de transporte, e que liga as duas metades da câmara. Estas apresentam paredes externas cilíndricas, variáveis no comprimento, alinhadas entre si. O dispositivo de accionamento tem mecanismo de manivela que, através de uma biela, faz mover em vai-e-vem uma placa disposta entre as duas meias câmaras. No curso do movimento em direcção à 4 ΡΕ1299646 descarga, o fluido é comprimido para fora a partir da câmara seccionada vizinha, ao mesmo tempo que a câmara seccionada vizinha da admissão é reduzida e aspirado fluido pela válvula de admissão. No curso de retorno, a placa separadora movimenta-se na direcção da admissão, pelo que o fluido, partindo da câmara seccionada vizinha, alcança a câmara seccionada vizinha da descarga, da qual, durante este período, não é transportado qualquer fluido. A um curso sinusoidal do curso de transporte segue sempre um curso sinusoidal de aspiração. Devido a esta anomalia no transporte, esta bomba é inadequada como bomba doseadora. 0 objectivo do presente invento é o da criação de uma bomba doseadora, que permita o transporte preciso de fluidos, de forma uniforme e, em particular, sem solavancos e com redução de ruidos. A tarefa de que o presente invento se incumbiu, encontra-se solucionada de acordo com as instruções indicadas nas caracteristicas da reivindicação 1.
De acordo com o presente invento, as meias-câmaras apresentam paredes exteriores variáveis, em que o elemento placa separadora é constituído por uma placa que está associada de forma estanque às paredes exteriores, que se encontra disposta preferencialmente de forma coaxial, e com a qual o dispositivo de accionamento se encontra associado activamente. Evitaram-se as peças deslizantes e, com isso, o desgaste correspondente. 5 PE1299646
Derivado ao facto da união entre a placa separadora e as paredes exteriores da câmara ser vedada, não existem quaisquer fugas entre as meias câmaras, pelo que o caudal de transporte corresponde exactamente aos movimentos da placa separadora. A bomba criada pelo presente invento é inteiramente adequada à função de bomba doseadora.
De acordo com uma outra caracteristica do invento, a placa separadora é constituída por material rígido e apresenta uma parte roscada exterior coaxial no sentido de bombagem que engrena numa rosca interior de uma peça de transmissão que é accionada pelo dispositivo de accionamento. Além disso, estão previstos meios para inversão do sentido de rotação da peça de transmissão, pelo que, após um movimento de rotação e em hélice da peça de transmissão, no sentido de transporte, se verifica um movimento de retorno da placa separadora inverso ao sentido de transporte, quer dizer, através do movimento em hélice em relação ao movimento da placa separadora no sentido de transporte e inversamente a este. 0 sistema de accionamento proposto pelo invento e, concomitantemente, o processo de transporte, é preciso e praticamente isento de ruído. As partes flexíveis têm a forma conveniente de foles. No sentido de se evitar o aumento ou a redução da secção transversal durante o processo de bombagem, as partes flexíveis não apresentam elementos rotativos no sentido periférico, que podem ser 6 ΡΕ1299646 constituídos por reforço, constituído, preferencialmente, por tecido cruzado. Uma outra execução do presente invento consiste em que as partes não rotativas são constituídas por anéis unidos às paredes exteriores cilíndricas, e que estão dispostos, preferencialmente, no lado externo das paredes exteriores. Estes anéis podem ser constituídos de qualquer material adequado, como plástico, p. ex. . Numa outra versão, prevê-se, contudo, que os mencionados anéis sejam de metal e que as faces exteriores das peças flexíveis sejam unidas por vulcanização. Esta forma de execução é simples e de custos aceitáveis.
No caso da execução em fole das paredes exteriores cilíndricas, os anéis encontram-se dispostos eficazmente nos locais mais estreitos e mais distantes do fole.
No caso do accionamento da placa separadora por meio de transmissão de rosca criado pelo presente invento, o sistema de accionamento consiste de um dispositivo de accionamento rotativo, em que a parte de transmissão está acoplada ao rotor do dispositivo de accionamento rotativo ou é constituída pelo rotor deste dispositivo. 0 dispositivo de accionamento rotativo é constituído eficazmente por um motor a passo de rotação, que possibilita uma definição precisa do sentido e da velocidade de rotação e, com isso, da quantidade a ser doseada. 7 PE1299646
Para evitar o atrito no accionamento de rosca, a rosca exterior da placa separadora encontra-se convenientemente engrenada à rosca interna da parte de transmissão através de corpos de rolamento.
De acordo com uma versão, os corpos de rolamento poderão ser por meio de esferas, sendo que as roscas externas e as roscas internas são constituídas de forma complementar. Nesta versão, a placa separadora e a parte de transmissão formam um accionamento de rosca com esferas, que funciona com baixo atrito e baixo nivel de ruído. Correspondendo aos requisitos, o accionamento de rosca de esferas pode apresentar um retrocesso externo ou um retrocesso interno das esferas.
Contudo, também é possível que a parte de transmissão apresente uma rosca interna e que a placa separadora apresente sulcos radiais, sendo que a rosca interna e os sulcos radiais possuem o perfil de roscas triangulares e que os corpos de rolamento têm a forma de roletes e apresentam sulcos radiais, cujo perfil é realizado de forma complementar em relação aos perfis de rosca interior e aos sulcos radiais da placa separadora. Esta versão compreende um accionamento de rosca de roletes que também funciona com baixo atrito e baixo nível de ruído. A seguir, o invento é descrito em detalhe com base em desenhos de exemplos. ΡΕ1299646
Fig. 1 Corte de um exemplo da bomba doseadora de acordo com o invento, sem dispositivo de accionamento.
Fig. 2 Bomba doseadora, de acordo com a fig. 1, na posição de aspiração.
Fig. 3 Bomba doseadora, de acordo com a fig. 1, no final do curso de transporte.
Fig. 4 Mostra uma primeira variante, de acordo com a fig. 1.
Fig. 5 Mostra uma segunda variante, de acordo com a fig. 1.
Fig. 6 Mostra uma terceira variante, de acordo com a fig. 1.
Fig. 7 Mostra a versão, de acordo com a fig. 5, juntamente com uma primeira execução de um dispositivo de accionamento.
Fig. 8 Mostra o exemplo, de acordo com a fig. 5, juntamente com uma segunda execução do dispositivo de accionamento.
Fig. 9 Representação em detalhe de uma variante do dispositivo de accionamento, de acordo com a fig. 8, em corte axial.
Fig. 10 Dispositivo de accionamento, de acordo com a Fig. 9 em corte radial.
Fig. 11 Exemplo já mostrado na fig. 5, juntamente com uma terceira versão de um dispositivo de accionamento. A fig. 1 mostra em corte uma bomba doseadora, de 9 PE1299646 acordo com o invento. Na imagem foi omitido o dispositivo de accionamento por razões de clareza. A bomba doseadora apresenta uma câmara seccionada 2, à qual conduz uma admissão 4 através de uma válvula de admissão 6 com duas esferas 8 e 10. A válvula de admissão 6 está disposta numa parte de admissão cilíndrica 12. Entre esta e uma parte de aperto 14, cilíndrica, encontra-se a extremidade livre do tubo 16 apertada de forma estanque, formando a parede exterior da câmara seccionada 2.
Oposto ao lado de entrada da bomba doseadora encontra-se assim configurado o lado de descarga, que apresenta uma câmara seccionada 18, da qual uma descarga 20, através de uma válvula de descarga 22 com esferas 24 e 26, conduz a uma conduta de descarga não representada no desenho. A válvula de descarga 22 está incorporada na parte de descarga 28, entre esta e uma peça cilíndrica de aperto 30 envolvente está apertada de forma estanque a extremidade livre da parte tubular 32. A parte tubular 32 forma a parede exterior da câmara seccionada 18.
Entre as duas meias câmaras 2 e 18, respectivamente, está disposta uma placa separadora 34, que está incorporada de forma estanque numa parte de tubo 36 que, juntamente com as secções tubulares 16 e 32, constituem uma peça única. Na placa separadora 34 encontra-se uma válvula separadora 38 com duas esferas 40 e 42. A parte tubular 36 é envolvida por uma parte de accionamento 44 em união estanque com a placa separadora 34. Na posição 10 ΡΕ1299646 representada na fig. 1 encontra-se a parte de accionamento 44 com a placa separadora 34 equidistante da parte de admissão 12 e da parte de descarga 28.
Quando a bomba doseadora representada no desenho se encontra em serviço, a parte de accionamento 44 é deslocada em vai-e-vem através de um dispositivo de accionamento não representado no desenho, localizado entre o sector de admissão 12 e o de descarga 28, dando origem a que a câmara seccionada 2 aumente e a câmara seccionada 18 diminua, e que, quando o curso do êmbolo se encontrar em posição oposta, a câmara seccionada 2 diminua e a câmara seccionada 18 aumente. A fig. 2 mostra a bomba doseadora da fig. 1 numa posição em que a câmara seccionada 2 é grande e a câmara seccionada 18 é pequena. Para saída do fluido doseador pela descarga 20, a parte de accionamento 44 com a placa separadora 34 é rapidamente deslocada no sentido de bombagem ou transporte, simbolizado no desenho por uma seta 45, portanto na direcção da descarga 28. Neste caso, a placa separadora 38 fecha, pelo que o fluido doseador é evacuado da câmara seccionada 18 e expulso pela descarga 20, sendo simultaneamente aspirado para a câmara seccionada 2. A posição final alcançada é mostrada na fig. 3. Reconhece-se que, devido ao constante vai-e-vem da parte de accionamento 44, o fluido doseador é aspirado para a câmara seccionada 2 e que fluido doseador é evacuado da câmara seccionada 18, enquanto que no sentido do movimento oposto 11 ΡΕ1299646 da parte de accionamento 44, que se processa com a conveniente rapidez, o fluido doseador passa da câmara seccionada 2 para a câmara seccionada 18.
No caso do movimento em sentido oposto da parte de accionamento 44 na direcção da descarga 20, ou seja na direcção de transporte 45, ocorre um transporte do fluido doseador, em que este é aspirado para a câmara seccionada 2 e evacuado da câmara seccionada 18. Como no caso do movimento da parte de accionamento 44, em direcção à admissão 4, o fluido doseador se encontra em repouso na conduta de admissão e na conduta de descarga, não ocorrem quaisquer movimentos intermitentes, verificando-se, por consequência, um percurso bem tranquilo. Como no movimento da parte de accionamento 44, no sentido da admissão 4, -independentemente da passagem do fluido de dosagem da câmara seccionada 2 para a câmara seccionada 18 - não se efectua qualquer movimento de transporte, o correspondente movimento da parte de accionamento 44 pode processar-se rapidamente de forma aleatória, pelo que a totalidade do processo de transporte apenas é interrompido por breves momentos. Dessa forma, resulta praticamente na totalidade um movimento de transporte quase continuo, conforme se pretende que se efectue o processo de bombagem doseadora. A fig. 4 é idêntica à representada na fig. 1, à excepção de que as secções tubulares 16 e 32 não são parcialmente cortadas, pelo que os tecidos cruzados 46 e 48 são visíveis, evitando uma dilatação sob pressão das 12 ΡΕ1299646 secções tubulares 16 e 32 e, assim, ao se movimentar a parte de accionamento 44 apenas se verifica um movimento de dilatação das secções tubulares 16 e 32, tendo como consequência que a variação do volume das câmaras seccionadas 2 e 18 e, concomitantemente, a quantidade transportada do fluido doseador é proporcional ao movimento da parte de accionamento 44. A fig. 5 mostra a bomba doseadora como representada na fig. 1, sendo as mesmas peças identificadas pelos mesmos códigos de identificação. Existe uma diferença em que as secções tubulares 16 e 32 não estão parcialmente cortadas, pelo que os anéis 50 e 52 podem ser mais facilmente visionados, envolvendo as secções tubulares 16 e 32 e formando com estas uma união vulcanizada. Estes anéis 50 e 52 evitam, da mesma forma como o tecido cruzado 46, na fig. 4, uma dilatação das secções tubulares 16 e 32, mas também uma contracção destas secções, pelo que, em cada movimento da parte de accionamento 44, a variação do volume das câmaras seccionadas 2 e 18 é exactamente proporcional ao movimento da parte de accionamento 44. A fig. 6 mostra uma variação da forma de execução de acordo com a fig. 5. Peças iguais ou correspondentes são também identificadas com os mesmos códigos. A diferença consiste no facto de as secções tubulares 16 e 32 terem a configuração de fole, sendo que os anéis 54 estão dispostos nos pontos mais estreitos e os anéis 56 nos pontos mais largos. Este tipo de execução proporciona uma mobilidade na 13 PE1299646 direcção do movimento da parte de accionamento 44 particularmente mais fácil, devido à forma de fole das secções tubulares 16 e 32. A fig. 7 mostra uma bomba doseadora, cuja forma de execução corresponde à fig. 5, juntamente com um dispositivo de accionamento, que apresenta um motor 58 a passo de rotação, com bobinas de excitação 60, 62 e com um rotor 68 apoiado em rolamentos de esferas 64, 66, em cujo superfície cilíndrica interna se encontra uma rosca interna 70, cuja rosca externa 72 engrena na superfície externa correspondente da parte de accionamento 44. Quando o motor 58 se encontra excitado, a rosca interna 70 desloca a rosca externa 72 e, com isso, também a parte de accionamento 44 numa direcção em função da alimentação, enquanto que noutra alimentação correspondente se processa um movimento da parte de accionamento 44 em direcção oposta. Através da constante variação da direcção de alimentação e, concomitantemente, do sentido de rotação do motor a passo, a parte de accionamento 44 move-se em vai-e-vem e obtém um efeito de transporte na forma apresentada nos desenhos 1 -3. A velocidade de rotação do mencionado motor e, com isso, a velocidade do movimento da parte de accionamento 44 nos dois sentidos, pode ser escolhida e adaptada da maneira apresentada nos desenhos 1 a 3. A fig. 8 mostra, da mesma maneira como a fig. 7, o exemplo da versão indicada na fig. 5, mas, contudo, com uma segunda versão de um dispositivo de accionamento. Em 14 ΡΕ1299646 concordância com a fig. 7, relativamente à utilização do motor 58, utilizam-se os mesmos números de referência. A diferença entre a versão da fig. 8 e a da fig. 7, consiste no facto de que a transmissão por roscas se processa por meio de corpos cilíndricos configurados como esferas 74, os quais engrenam numa parte da transmissão 80 do rotor 68 e 78 em sulcos correspondentes, sendo que estão previstas aberturas, através das quais as esferas se inserem num espaço 82 que se encontram na parte posterior da parte da transmissão 80, e que podem deslocar-se em sentido inverso, respectivamente, de forma a existir sempre um circuito das esferas 74. A fig. 9 apresenta em desenho individual, em corte, uma variação da transmissão com corpo cilíndrico, conf. fig. 8. As peças semelhantes ou correspondentes estão identificadas com as mesmas referências. Na superfície interna cilíndrica do rotor 68, encontra-se uma rosca interna 84, enquanto que na superfície externa da parte de accionamento 44 encontram-se sulcos radiais 86. A rosca interna 84 e os sulcos 86 possuem o perfil de roscas triangulares. Entre a rosca 84 e os sulcos 86 encontram-se os corpos cilíndricos 88, cujas superfícies periféricas são dotadas de sulcos radiais, que são configuradas em complemento aos perfis da rosca 84 e dos sulcos 86, pelo que, quando o rotor entra em rotação, os corpos cilíndricos 68 engrenam nos passos de rosca, e provocam um movimento axial da parte de accionamento 44. 15 PE1299646 A fig. 10 apresenta um corte pela representação da fig. 9. Reconhece-se que os corpos cilíndricos 88 encontram-se distanciados no sentido periférico por meio de uma gaiola 90. A fig. 11 mostra um exemplo de uma versão da bomba, de acordo com a fig. 5, juntamente com a terceira versão de um dispositivo de accionamento. No presente caso, este consiste de um sistema de tracção electromagnético com uma bobina de excitação 92 e um tirante 94, que está associado à parte de accionamento 44 e que se encontra sob tensão prévia inversamente ao sentido de tracção do tirante 94, no desenho direccionado para cima.
Quando a bobina de excitação 92 se encontra excitada, o tirante 94 é traccionado para cima, contrariando a força da mola 96 e, com isso, também a parte de accionamento 44, juntamente com a placa separadora 34, pelo que o fluido doseador é expulso pela descarga 45, a partir da câmara seccionada 18 e, simultaneamente, o fluido doseador, através da admissão 4, é aspirado pela câmara seccionada 2, actuando o transporte do fluido doseador, como se encontra descrito em combinação com as figuras 1 a 3. Após a desexcitação da bobina 92 a mola 96 comprime a parte de accionamento 44 com a placa separadora 34, para baixo, no desenho, na direcção da descarga 4.
Lisboa, 28 de Março de 2007
Claims (14)
- PE1299646 1 REIVINDICAÇÕES 1. Bomba doseadora, - dotada de uma câmara - dotada de uma válvula de admissão (6) numa admissão (4) da câmara e de uma válvula de descarga (28) numa descarga (20) da câmara, - com uma placa separadora dividindo a câmara em duas câmaras seccionadas (2, 18) que se podem deslocar em vai-e-vem no sentido de transporte, e com um dispositivo de accionamento para deslocação em vai-e- vem e - com uma válvula separadora (38) colocada na placa separadora e que se abre na direcção do transporte, e que une as duas câmaras seccionadas (2, 18), - e que as câmaras seccionadas (2, 18) apresentam paredes exteriores alinhadas entre si, sensivelmente cilíndricas e de extensão variável na direcção axial, - e que o elemento de separação é formado por uma placa separadora (34), associada de forma estanque às paredes exteriores, nas quais a válvula separadora (38) está disposta preferencialmente em posição coaxial, e à qual o dispositivo de accionamento está associado de forma eficaz, caracterizada por 2 PE1299646 - as paredes exteriores sensivelmente cilíndricas das câmaras seccionadas (2, 18) serem constituídas por secções tubulares (16, 32) que podem ser expandidas e/ou comprimidas na direcção axial, - a placa separadora ser constituída por material duro e apresentar uma rosca exterior, coaxial, na direcção de transporte, e que está engrenada numa rosca interna de uma parte de transmissão, que é accionada em rotação pelo dispositivo de accionamento e que - estão previstos meios para inversão do sentido de rotação da parte de transmissão.
- 2. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por as secções tubulares (16, 32) terem a forma de fole.
- 3. Bomba doseadora, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizada por as secções tubulares (16, 32) não apresentarem meios de expansão no sentido periférico.
- 4. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por os meios, que não podem ser expandidos na direcção periférica, serem formados por uma blindagem não expansível no sentido periférico associada às secções tubulares (16, 32).
- 5. Bomba doseadora, de acordo com a 3 PE1299646 reivindicação 4, caracterizada por a blindagem ser constituída por tecido cruzado (46).
- 6. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por os meios que não podem ser expandidos serem constituídos por anéis (50, 52) associados às secções tubulares (16, 32) cilíndricas à distância axial.
- 7. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por os anéis (50, 52) estarem dispostos na face exterior das secções tubulares (16, 32) .
- 8. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por os anéis (50, 52) serem de metal e estarem unidos à face exterior das secções tubulares (16, 32) por meio de vulcanização.
- 9. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por os anéis (54, 56), possuindo a configuração de fole, estarem associados às secções tubulares (16, 32) nos pontos mais estreitos e mais largos.
- 10. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dispositivo de accionamento ser rotativo, e que a parte de transmissão estar associada ao rotor do dispositivo de transmissão 4 ΡΕ1299646 rotativo ou ser formada pelo rotor do dispositivo de accionamento rotativo.
- 11. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dispositivo de accionamento rotativo, ser formado por um motor a passo de rotação.
- 12. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a rosca exterior da placa separadora estar engrenada à rosca interior da parte de transmissão através de corpos de rolamento.
- 13. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por os corpos de rolamento serem esferas, e a rosca exterior e a rosca interior serem configuradas de forma complementar a eles.
- 14. Bomba doseadora, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por a parte de transmissão apresentar uma rosca interior e a placa separadora sulcos radiais, e que a rosca interior e os sulcos radiais têm um perfil de filetes triangulares, e que os corpos de rolamento estão configurados sob a forma de roletes que apresentam sulcos radiais, cujos perfis são complementares aos perfis da rosca interior e dos sulcos radiais da placa separadora. Lisboa, 28 de Março de 2007
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