PT1364890E - Dispositivo de descarga brusca de ar - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE DESCARGA BRUSCA DE AR" A presente invenção refere-se a um dispositivo de descarga brusca do ar.

Em diferentes aplicações, é necessário suprimir as acumulações de matérias que prejudicam o bom funcionamento da instalação. É o caso das cimenteiras e dos silos de materiais a granel, que se esvaziam por gravidade.

Para este efeito, em vez de se utilizarem meios puramente mecânicos, do tipo barra metálica manipulada por um individuo, é conhecida a utilização de dispositivos de descarga brusca de ar. 0 principio destes dispositivos consiste em encher um reservatório ou capacidade de ar a uma dada pressão e deixar escapar-se bruscamente o ar para produzir uma descarga violenta.

Sob o efeito da descarga violenta, as acumulações de matérias são desagregadas. A vantagem destes dispositivos consiste no facto de poderem funcionar automaticamente e serem colocados em locais pouco acessíveis.

Os dispositivos conhecidos compreendem, portanto, um dispositivo de controlo do escoamento de um fluido gasoso 2 estabelecido num percurso que liga o acumulador de fluido gasoso e, eventualmente, uma tubagem de ejecção.

Assim, classicamente, o dispositivo de descarga compreende um corpo que aloja um êmbolo, cuja face anterior fecha um orifício, denominado de saída, que desemboca numa conduta de saída, apresentando este corpo uma conduta de entrada que o liga ao reservatório ou capacidade.

Durante todo o período de enchimento da capacidade, a face posterior deste êmbolo é submetida a uma pressão, que mantém o êmbolo sobre o orifício de saída.

Quando se alivia a pressão, mantendo a pressão no êmbolo, este último recua brutalmente e deixa o fluido passar da capacidade para a conduta de saída, integrando ou não uma tubagem.

Nos dispositivos conhecidos até ao presente, a conduta de saída tem uma secção constante ao longo do seu eixo longitudinal, idêntica ao orifício de comunicação entre a capacidade e o corpo do dispositivo.

Pelo contrário, e muito frequentemente, a geometria da conduta de saída é diferente ao longo do eixo, nomeadamente, ao nível da zona de aplicação do êmbolo a secção da conduta de saída é circular, para evoluir por vezes para uma elipse. A eficácia destes dispositivos está directamente ligada à velocidade de evacuação do ar contido no reservatório.

Esta velocidade de ejecção depende, nomeadamente, da velocidade de abertura do êmbolo. 3

Foi por esta razão que se imaginou tornar o êmbolo mais leve.

Para o efeito, este apresenta-se então sob a forma de uma copela, nomeadamente troncocónica, em que a face anterior convexa fecha o orifício de saída e a face posterior côncava comporta um meio de guia com o corpo do dispositivo.

Este meio de guia é, de preferência, reduzido a um cursor, que se desloca numa corrediça fixada na parte posterior do corpo.

Isto permite, ao mesmo tempo, tornar o êmbolo mais leve e reduzir os atritos, por redução das superfícies de guia.

Por razões, nomeadamente, de implantação destes dispositivos de descarga brusca, é cómodo que a conduta de entrada, que liga o dispositivo de controlo de escoamento do fluido à capacidade, seja sensivelmente perpendicular à conduta de saida.

Isto permite, além disso, limitar o percurso entre a entrada e a saída.

Ao longo do seu percurso, verifica-se necessariamente uma perda de carga, que reduz a eficácia do dispositivo.

Pode-se, sem dúvida, aumentar a eficácia destes dispositivos aumentando a capacidade volúmica do reservatório ou aumentando a pressão do ar contido no reservatório, mas isso não é sempre possível economicamente ou em virtude da implantação dos dispositivos de descarga. 4

Um outro problema resulta do ruído produzido pela evacuação do ar contido na câmara posterior.

Para reduzir o ruído, aquando do esvaziamento da câmara posterior, é também conhecida a via de evacuar o ar contido nesta câmara, directa ou indirectamente, para a conduta de saída.

Para este efeito, é conhecida do Documento US-4 201 362 a forma de equipar a face anterior do êmbolo com uma série de obturadores colocados uns atrás dos outros.

Uma montaqem deste tipo provoca, então, um aumento de peso do obturador principal e, portanto, uma perda de eficácia do dispositivo. A invenção propõe-se contribuir com uma solução para melhorar a eficácia dos sistemas acima citados.

Para este efeito, a invenção tem como objectivo um dispositivo de descarga brusca de ar, compreendendo um dispositivo de controle do escoamento de ar, disposto entre uma conduta de entrada e uma conduta de saída, compreendendo o referido dispositivo de controle um obturador denominado de evacuação, que controla o escoamento do ar contido numa câmara denominada posterior para a conduta de saída, mantendo este ar um obturador principal sobre a sua sede, sendo este dispositivo de descarga caracterizado por a sede deste obturador de evacuação se situar ao nível da face anterior do obturador principal e, para a evacuação do ar contido na câmara posterior, o obturador denominado de evacuação se deslocar para a frente em sentido oposto ao do obturador principal quando este abandona a sua sede. 5 A invenção será bem compreendida com o auxilio da descrição que se segue, feita a titulo de exemplo não limitativo relativamente aos desenhos anexos, que representam esquematicamente: - figura 1: uma vista em corte de um dispositivo de descarga brusca de ar, - figura 2: uma variante de realização do dispositivo de acordo com a reivindicação 1, - figura 3: uma variante do dispositivo de descarga, em corte parcial, - figuras 4 a 6: diferentes pormenores de realização, - figura 7: uma vista em corte de uma peça posterior do canhão, de acordo com a figura 3.

Com referência aos desenhos, vê-se um dispositivo 1 de descarga brusca de ar, compreendendo um dispositivo 2 de controle do escoamento de ar disposto entre uma conduta 3 de entrada, destinada a ser ligada a uma capacidade 4 destinada a acumular um volume de ar, e uma conduta 5 de saída.

Para a fixação da capacidade no dispositivo, está previsto, por exemplo, equipar a conduta de entrada do corpo do dispositivo com uma flange 6. É geralmente prevista uma segunda flange 7 para a ligação da conduta de saída numa parede ou numa tubagem.

Classicamente, o dispositivo 2 de controlo é constituído por um obturador principal 2A que, aplicado sobre uma sede 2B, pode afastar-se desta para deixar passar livremente o ar proveniente da capacidade 4 para a conduta 5 de saída, que integra eventualmente uma tubagem, sendo o conjunto sempre denominado conduta de saída. 6

No exemplo representado, o obturador principal 2A apresenta-se sob a forma de um êmbolo ou de uma copela eventualmente troncocónica, cuja face anterior 2C se apoia sobre uma sede 2B.

Esta face anterior 2C está, portanto, situada na face convexa da copela.

Este êmbolo ou copela fecha a entrada da conduta de saida.

Como se pode ver, a conduta 3 de entrada desemboca lateralmente no corpo 100 do dispositivo. O obturador é guiado em translação.

Para este efeito, nos exemplos apresentados, nomeadamente no caso do obturador em forma de copela, a face posterior da copela comporta um cursor 10, que coopera com uma corrediça 11 apresentada pelo corpo do dispositivo de descarga.

Esta corrediça é transportada, por exemplo, por uma parte 12 da parede do corpo do dispositivo, que é amovível.

Para o enchimento da capacidade, uma entrada de ar desemboca: - ou na câmara posterior 13 do corpo do dispositivo, e a folga entre a parede lateral desta câmara e a copela permite alimentar a capacidade com ar, - ou na conduta de entrada, e é sempre a folga acima citada que permite alimentar a câmara posterior para aplicar o êmbolo ou a copela. 7 É igualmente uma solução a considerar uma dupla alimentação, ao mesmo tempo, da câmara posterior e da capacidade.

Muitas vezes, é previsto um meio 130 de retorno do obturador principal para a sua posição fechada, mas isso não é obrigatório.

Um dispositivo 14 permite evacuar o ar contido na câmara posterior, para permitir fazer recuar a copela ou o êmbolo.

Para melhorar a descarga violenta é necessário que o obturador principal liberte o acesso à conduta de saida rapidamente e, portanto, é igualmente necessário evacuar rapidamente o ar contido na câmara posterior.

Para este efeito, classicamente, equipa-se o dispositivo 14 com um obturador 16, denominado de evacuação, que controla o escoamento do ar contido na câmara posterior 13, nomeadamente para a conduta 5 de saída.

Quando o ar desta câmara posterior 13 é evacuado, o obturador principal 2A desloca-se para trás, para libertar a passagem.

De acordo com a invenção, a sede 17 deste obturador 16 de evacuação situa-se ao nível da face anterior 2C do obturador principal 2A e, para a evacuação do ar contido na câmara posterior, o obturador denominado de evacuação 16, desloca-se para a frente, em sentido oposto ao do obturador principal 2A quando este abandona a sua sede.

Esta disposição técnica é muito vantajosa. 8

Com efeito, por um lado, o ruído induzido pela libertação de ar contido na câmara posterior não é apercebido e confunde-se com a descarga violenta, porque não é enviado para o exterior como anteriormente e, por outro lado, o deslocamento do obturador para a frente elimina, de cada vez, as possíveis acumulações na face anterior da copela.

Uma terceira vantagem consiste no facto de o obturador de evacuação 16 ser desacoplado do obturador principal 2A, de maneira que este fica mais leve e pode, portanto, recuar mais rapidamente.

Este obturador 16 de evacuação é transportado pela extremidade de uma haste 16A de comando, guiada em translação através da copela, nomeadamente troncocónica. A extremidade desta haste 16A de manobra está ligada a um meio motor 20, para induzir a sua deslocação.

Numa forma de realização, o meio motor 20 é um dispositivo electromecânico que se apoia ou arrasta a haste de manobra no sentido desejado.

Numa outra forma de realização, este meio motor 20 é uma membrana deformável, que, submetida a uma pressão que se exerce numa câmara 21, denominada de comando, pode deslocar-se para provocar a manobra da haste.

Uma câmara 22, situada no lado oposto daquela que, através do seu enchimento, induz a abertura do obturador de evacuação, é alimentada com ar à mesma pressão que a câmara posterior, para facilitar a manutenção do obturador 16 na sua sede. 9 A haste 16A de manobra atravessa, portanto, a corrediça e o cursor.

Uma mola 23 se retorno repõe o obturador de evacuação em posição na sua sede.

Esta mola de retorno está alojada numa reentrância, que comporta a corrediça.

Como se pode ver, esta corrediça 11 é transportada pela face posterior do corpo do dispositivo de descarga brusca.

Para a transferência do ar contido na câmara posterior para o orifício envolvido pela sede do obturador de evacuação, a copela eventualmente troncocónica apresenta canais 25 de evacuação que desembocam numa câmara 26, denominada anterior, que aloja uma parte do obturador de evacuação.

Vantajosamente, a parte côncava da copela 2A aloja uma forma que delimita uma caixa 30, cuja concavidade está voltada para a parte posterior do corpo do dispositivo em frente da corrediça, e esta caixa e a corrediça, na posição de recuo da copela, formam uma câmara 31, denominada de compressão, que forma um amortecedor para o recuo da referida copela.

Uma mola de recuo da copela troncocónica aplica esta sobre a sua sede.

Como se pode ver nas figuras 1 e 2, a copela 2A compreende três níveis O nível posterior é cilíndrico de revolução, com um raio constante ao longo do eixo longitudinal. 10

Os outros dois níveis são igualmente cilíndricos de revolução, mas o raio varia ao longo do eixo longitudinal, decrescendo para a parte anterior da copela. A sede 2B da copela 2A é fabricada no corpo do dispositivo, mas, de preferência, esta sede é formada por um anel 120 fixado no corpo do dispositivo, de maneira a facilitar a manutenção.

Uma outra variante consiste em prever um anel 121 fixado na copela 2A.

Estes anéis 120 e 121 são feitos de um material menos duro do que os que estão em contacto com o obturador principal ou com o corpo do dispositivo, de maneira a constituírem peças de desgaste facilmente substituíveis.

Como se pode ver na figura 4, previu-se no nível posterior do obturador uma junta 40.

Esta junta, que não está prevista para assegurar uma estanquicidade perfeita, permite reduzir a folga de funcionamento a cerca de dois a três décimos de milímetro. A folga de cada lado pode então ser maior, o que evita a gripagem do êmbolo ou da copela.

Numa forma vantajosa, em vez de o nível posterior da copela 2A cooperar com uma pequena folga de funcionamento com o corpo do dispositivo, este nível posterior coopera com uma camisa 41, estando esta camisa fixada no corpo, mas de preferência esta camisa é transportada na parede posterior. 11

De acordo com uma característica da invenção, a área C da secção da conduta de saída, tomada na sua extremidade distai, é superior à área A da secção da conduta de entrada, tomada na sua extremidade situada na proximidade do dispositivo de controle do escoamento.

Por extremidade distai entende-se a extremidade da conduta de saída mais afastada da copela ou êmbolo.

Vantajosamente, a área B da secção da conduta de saída, tomada na sua extremidade proximal ao nível da sede do êmbolo ou copela, é idêntica à área A da secção da conduta de entrada, tomada na sua extremidade situada na proximidade do dispositivo de controle do escoamento. A secção C da extremidade distai da conduta de saída é superior à secção B do referido troço, tomado na sua parte proximal.

Vantajosamente, a conduta de saída compreende, no sentido da evacuação do ar, um troço convergente 5A, seguido de um troço divergente 5B.

Esta disposição permite aumentar a velocidade do ar ao nível do estreitamento e, portanto, melhorar a descarga violenta.

Lisboa, 30 de Janeiro de 2009

Claims (13)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de descarga brusca de ar, compreendendo um dispositivo de controle de escoamento de ar disposto entre uma conduta de entrada e uma conduta de saída, em que o dispositivo de controle compreende um obturador (16), denominado de evacuação, que controla o escoamento do ar contido numa câmara, denominada posterior (13), para a conduta (5) de saída, mantendo este ar um obturador principal (2A) sobre a sua sede (2B), sendo este dispositivo de descarga caracterizado por a sede (17) deste obturador (16) de evacuação se situar ao nível da face anterior (2C) do obturador principal (2A), e por, para a evacuação do ar contido na câmara posterior, o obturador (16), denominado de evacuação, se deslocar para a frente no sentido oposto ao do obturador principal (2A) quando este abandona a sua sede (2B).

2. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o obturador (16) de evacuação ser transportado pela extremidade de uma haste (2A) de comando, guiada em translação através do obturador principal, e por a extremidade desta haste (16A) de manobra estar ligada a um meio motor (20), para induzir a sua deslocação.

3. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o meio motor (20) ser um dispositivo electromecânico que se apoia ou acciona a haste (16A) de manobra no sentido desejado.

4. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por uma membrana deformável que, submetida a uma pressão que se exerce numa câmara 2 (21), denominada de comando, se deslocar para provocar a manobra da haste (16A) de manobra.

5. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o obturador principal (2A) ser uma copela, e por esta copela apresentar, na parte posterior, um cursor (10), que coopera com uma corrediça (11).

6. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a parte côncava da copela (2A) alojar uma caixa (30), cuja concavidade está voltada para a parte posterior do corpo do dispositivo, face a uma corrediça, e por esta caixa (30) e a corrediça, na posição de recuo da copela (2A), formarem uma câmara (31), denominada de compressão, que forma um amortecedor para o recuo da referida copela.

7. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com as reivindicações 1 ou 5, caracterizado por a sede (2B) do obturador (2A) ser formada por um anel (120), fixado no corpo do dispositivo de descarga.

8. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com as reivindicações 1 ou 5, caracterizado por ser fixado um anel (121) no obturador principal (2A).

9. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por ser prevista, no nivel posterior do obturador, uma junta (40).

10. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por, em vez de o nivel posterior da copela (2A) cooperar com uma pequena folga de 3 funcionamento com o corpo de dispositivo, este nível posterior cooperar com uma camisa (41).

11. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a camisa (41) ser fixada no corpo, mas, de preferência, esta camisa ser transportada pela parede posterior.

12. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a área (C) da secção da conduta de saída, tomada na sua extremidade distai, ser superior à área (A) da secção da conduta de entrada, tomada na sua extremidade situada na proximidade do dispositivo de controle do escoamento.

13. Dispositivo de descarga brusca de ar, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a conduta de saída compreender, no sentido da evacuação do ar, um troço convergente (5A), seguido de um troço divergente (5B). Lisboa,30 de Janeiro de 2009