PT81907B

PT81907B - Caixa de crivagem centrifuga

Info

Publication number: PT81907B
Application number: PT81907A
Authority: PT
Inventors: Christopher George Kelsey
Original assignee: Lowan Management Pty
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1990-03-30
Also published as: EP0211869A4; FI863775A; CA1289115C; EP0211869A1; ES551227A0; PH23277A; US4898666A; ES8700968A1; YU45319B; EP0211869B1; FI863775A0; AR240262A1; JPH07100142B2; FI78849B; BR8604741A; MX162861B; WO1986004269A1; DK456786A; NZ214915A; PL257628A1

Description

A invenção refere-se a uma caixa de crivagem centrífuga caracterizada por ser do tipo em que se introduz uma suspensão de alimentação num recipiente (40) que tem movimento de rotação em torno dum eixo vertical e dentro duma região (51) radialmente delimitada por um peneiro (52) dotado na sua superfície interna de refugo (54), sendo pulsada repetidamente água na região do cesto (54) por trás da rede para dilatar o refugo, em que a propulsão pulsante da água do cesto é conseguida numa interface tal como um diafragma (57) ou uma interface ar/água (101) que fica substancialmente completamente colocada mais longe do que a superfície livre projectada do marterial de alimentação. 0 peneiro (52) é substancialmente parabólico.

Campo Técnico

A presente invenção diz respeito a caixas de crivagem utilizadas na separação mineral, nas quais os minerais :de densidades diferentes são separados por estratificação numa massa que é repetitivamente dilatado e comprimido.

!

Enquadramento Técnico geral

As caixas de crivagem convencionais funcionam por meio da gravidade e podem compreender um peneiro que vibra den tro dum recipiente com água ou um peneiro fixo mergulhado em água pulsante.

A separação das partículas dá-se no leito da caixa de crivagem segundo a sua densidade, consistindo esse leito duma camada de partículas pesadas e grosseira ou refugo. As partículas com alta densidade penetram no refugo enquanto as com baixa densidade são afastadas do refugo pela corrente de água que o atravessa.

Na Patente Norte-Americana n^. 4 056 464 concedida a Gross descreve-se uma caixa de crivagem em que se introduz uma suspensão num rotor em que se conserva cativo 0 refugo suportado por um peneiro de rede entrançada, e sendo o rotor e 0 peneiro de forma cénica. 0 rotor e 0 peneiro rodam den tro de um recipiente de água estacionário, que é pulsada de forma a fornecer uma acção de crivagem suplementar pela força centrífuga.

A Patente Norte-Americana ηδ. 4 279 741 concedida a Campbell é também referente a uma caixa de crivagem centrífuga, utilizando um peneiro cilíndrico e, noutra versão, uma câmara rotativa.

' Descrição Resumida da Invenção

A presente invenção proporciona igualmente uma icaixa de crivagem na qual se utiliza a acção centrífuga na con ^!centração das partículas no ciclo da crivagem.

^! Huma das suas formas, a presente invenção refere-se a uma caixa de crivagem centrífuga compreendendo um recipiente montado de maneira a poder ter movimento rotativo em jtorno do seu eixo longitudinal, recipiente esse que compreende juma região axial e uma zona periférica separadas por refugo, meios para introduzir o material de alimentação na zona axial e meios para fazer pulsar fluído na dita zona periférica enquanto o recipiente roda, caracterizada pelo facto de os mencionados meios de pulsação compreenderem uma interface que comunica com a citada zona periférica substancialmente de maneira completamente radial por trás do limite da superfície livre do material alimentado projeetada para intersectar o referido eixo.

A máquina da presente invenção possui outros avan ços em relação às máquinas de Gross e Campbell, o que se poderá ver na descrição que se segue de várias versões desta inven ção.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 - é um alçado lateral em corte de uma primeira versão da presente invenção;

A Figura 2 - é um alçado lateral em corte de parte do aparelho da Figura 1;

A Figura 3 - é uma planta incompleta do corpo do

I | aparelho da Figura 1;

A Figura 4 - é uma secção recta lateral do corpo;

a Figura 5 - é uma planta incompleta da parte inferior do corpo;

a Figura 6 - é uma vista em planta de um excêntrico do dito aparelho;

I ' a Figura 7 - é um corte feito segundo a linha 7! -7 da Figura 6;

I a Figura 8 - é um alçado lateral do excêntrico;

ί a Figura 9 - representa uma segunda versão da invenção em alçado lateral em corte;

a Figura 10 - é uma vista fragmentária dos componentes do accionamento do excêntrico da versão da Figura 9;

a Figura 11 - é um alçado lateral parcialmente em corte de uma caixa de crivagem segundo outra versão da invenção, na qual o diafragma é eliminado e substituído por uma interface ar/água e a Figura 12 - representa a caixa de crivagem da da Fig. 1 em secção recta fragmentária.

aparelho ilustrado na Fig. 1 compreende uma base (20) que aloja instalações de accionamento que abaixo se descreverão, e que suporta uma carcaça de apoio (21). Dentro da carcaça de apoio (21), por meio de rolamentos cónicos (22) está montado um veio de accionamento (23) que, na sua extremidade superior, possui uma flange circular (24).

Na flange (24) está montado uma carcaça de suporte (25) através de pilares (26). iíontado dentro do veio de accionamento exterior (23) assente em chumaceiras (26 e 27) está um veio de accionamento do excêntrico (29), cuja extremidade superior está assente numa chumaceira de apoio (28) monta

da na carcaça de apoio (25).

veio de accionamento exterior (23) é accionado por correntes (não representadas) entre uma roda dentada (30) e uma roda dentada (31) de um lanço (32), sendo a roda dentada (31) por sua vez accionada por uma corrente de accionamento Imontada entre a roda dentada (32) e a roda dentada (33), assobiada com um motor de accionamento (34). 0 veio de accionamen;to do excêntrico (29) é accionado por uma corrente de accionajmento entre uma roda dentada (35), na sua extremidade inferior e a roda dentada (36) accionada por um segundo motor de accionamento (37).

Igualmente montado na flange (24) está um suporte e uma cobertura (38), nos quais se monta um anel (39) que por sua vez suporta um membro do corpo (40), representado com mais detalhe nas Figuras 3, 4 e 5.

corpo (40) suporta uma cobertura superior (41) que possui uma flange periférica (42) e uma porção de vedação (43), cuja função será abaixo descrita.

I.ontado dentro de um casquilho central (44) por ligação com uma parte roscada (45) está um tubo de alimentação de água (46). Como o tubo (46) roda em conjunto com o membro do corpo (40), utiliza-se uma junta rotativa hermética (47) no ponto de ligação entre o tubo de alimentação (46) e um tubo de entrada de água (48).

Circundando o tubo de fornecimento de água (46) e comunicando com um tubo de entrada de suspensão (49) está uma camisa de abastecimento (50) da suspensão aberta na sua extremidade inferior a fim de comunicar com a zona (51) entre o eixo do aparelho e um peneiro de rede (52). Neste peneiro pode compreender uma rede de arame cuneiforme de construção convencional, com um calibre apropriado para a aplicação que se pretende do equipamento, tipicamente na ordem que passa os 300 micron.

I t j

Ο peneiro fica recoberto na sua extremidade superior pela cobertura superior (41) e na sua extremidade inferior está montado um encaixe do membro do corpo (40 em 53). Ae características do peneiro (52) são descritas mais abaixo.

tubo de alimentação de água (46) comunica com ,a zona (54) entre o peneiro (52) e a parede lateral tronco-cónica do membro do corpo (40), através de um depósito central (55) e aberturas radiais (56) localizadas na parte central '(44) do membro do corpo (40).

A zona (54) é fechada por baixo por um diafragma anelar (57) de borracha, cujo rebordo exterior está fixado no rebordo interior do anel (39), sendo o rebordo interno do diafragma (57) suportado no rebordo exterior da cobertura de suporte (25).

Fixada na zona central do diafragma (57) está a extremidade superior de um corpo pulsante troncocónico (58) que rodeia o veio de accionamento do excêntrico (29). A extremidade inferior do corpo pulsante (58) está montada por aperto entre um par de excêntricos (59), representados com mais detalhe nas Figuras 6, 7 θ 8. Os excêntricos (59) estão montados num casquilho de bronze (60) centrado com o veio (29) e as suas superfícies funcionam contra chumaceiras de rolos (62) fixos no veio (29) por meio de parafusos (63).

Os contornos das superfícies dos excêntricos (61) são tais que, quando o veio (29) roda e consequentemente as chumaceiras de rolos (62) rodam de encontro aos excêntricos (59)» estes movem-se em vaivém na direcção axial do veio (29), observando-se então que este movimento de vaivém será transferido para o diafragma (57).

Como se poderá ver particularmente na Figura 5» |a base do membro do corpo (40) está dotada de 3 cavidades em forma de lóbulos (64) que conduzem aos injectores de saída (65) na periferia desse membro (40). As paredes laterais das cavidades (64) têm um contorno tal que apresentam em qualquer pon to, um ângulo constante em relação a um raio do eixo de rotação do aparelho que, no caso da forma de realização ilustrada, ié de 30 graus. A finalidade deste contorno será descrita mais abaixo.

í Como se mostra na Figura 1, a parte superior do aparelho está circundado por um conjunto de calhas que compreende uma cobertura cimeira (66), uma parede exterior (67) e uma parede da base (68), definindo uma zona de saída (69), e paredes periféricas e inferiores (70, 71 e 72) que definem uma segunda câmara de saída (73). Ver-se-à que a câmara (69) comunica com a zona acima da flange (42), enquanto a câmara (73) está posicionada de forma a receber o material dos injectores (65). 0 conjunto de calhas está evidentemente montado na base (20) por meios não ilustrados nos desenhos.

funcionamento do aparelho ilustrado é como se segue:

Com o veio de accionamento exterior e os componer tes por ele suportados, incluindo o suporte e a tampa (38), o membro do corpo (40), a cobertura superior (51) e a flange (42) rodando a uma velocidade determinada pelo motor de accionamento (34), é fornecida água à região (54) pelo tubo de alimentação (48) através do tubo de fornecimento (46) e por intermédio do depósito (55) θ das aberturas (56). Simultaneamente, a alimentação da caixa de crivagem sob a forma de suspensão do material de alimentação preparada faz-se através do tubo de abastecimento de suspensão (49) e da camisa do cilindro (50). A suspensão que entra na zona (51) pela extremidade inferior da camisa do cilindro (50) será evidentemente atirada para fora pela rotação do membro do corpo (40), auxiliada perlas estrias (67) do bojo do membro do corpo (44). Entretanto, o fornecimento de água terá enchido toda a zona (54).

Antes da introdução da suspensão e da água, é introduzido na zona (51) uni refugo com um tamanho das partículas e densidade escolhidos para se ajustarem ao material de ialimentação e às fracções a serem separadas. Hateriais apropriados para a formação de refugo incluem granadas trituradas, bolas de liga de alumínio, bronze e esferas de vidro de chumbo.

A rotação da máquina colocará o refugo contra o ipeneiro (52) e, à medida que o material de alimentação entra na zona (51) e é expelido, mover-se-à para cima contra o material de refugo e o peneiro. 0 refugo tenderá a ser compactado pela força centrífuga de encontro ao peneiro (52), analogamente ao refugo de uma caixa de crivagem de gravidade com água pulsante convencional. À medida que o diafragma (57) se move para cima pela acção dos excêntricos (59) com a rotação do eixo de accionamento dos excêntricos (29), a água na câmara (54) será pressurizada e esta acção produzirá a dilatação do refugo, outra ves da mesma maneira que uma caixa de crivagem de gravidade convencional, libertando as partículas mais pesadas do material de alimentação que executam um movimento para fora relativamente às partículas mais leves, devido à rotação da máquina.

No movimento de retorno ou para baixo para a posição inicial (57), a pressão na câmara será reduzida e o material de refugo voltará a (54) a ficar compactado estando pronto para a seguinte pulsação de dilatação.

Desta forma, e como acontece numa caixa de crivagem de gravidade mas com uma acção que é ampliada graças à substituição da aceleração da gravidade pèla aceleração centri peta, as partículas mais densas existentes na alimentação vão jpenetrar no refugo e no peneiro (52) para entrarem na zona (54). Estas partículas evidentemente deslocam-se rapidamente para a parede exterior do corpo (40) e dali para baixo devido

-:à forma cónica desta parede, entrando então nas cavidades (64) 0 material separado migrará ao longo das paredes laterais das 'cavidades (64) até às extremidades (65), e sairão com uma cerita proporção da água do fornecimento ou do '’cestoⁿ para a câimara de saída (73), enquanto a suspensão que contém a fracção 'menos densa, não conseguirá penetrar no refugo, escorrendo da ^zona (51), na sua extremidade superior aberta passando por cima do anel de retenção (43) e daí através da flange (42) para a câmara (69).

Como atrás foi mencionado, as paredes laterais das câmaras (64) têm um contorno tal que apresentam em qualquer ponto da sua extenção até à extremidade, um ângulo constante em relação a um raio do eixo de rotação da máquina. A escolha deste ângulo será influenciada pelo acabamento da superfície e as propriedades de atrito dos materiais envolvidos, mas pensa-se que 30° é um ângulo apropriado. Sste ângulo é escolhido de forma a que, ao longo destas paredes laterais, não se dê qualquer acumulação de material, enquanto as cavidades (64) serão continuamente limpas pela rotação do aparelho nas suas velocidades de fornecimento normais.

Ho caso de um corpo de fluído com 0 peso volúmico-^rodando com a velocidade angular P em torno de um eixo vertical Z com uma restrição radial (por exemplo, dentro de um cilindro rotativo), com a gravidade actuando na direcção do eixo Z negativo, pode-se mostrar que, em condições estacionárias, a pressão num ponto (r, z) dentro do fluído é dada pela expressão p = p + f Zê(H-z) - (_K2 _ _r2)_7... (1) em que p é a pressão (por exemplo, atmosférica) na superfície livre do fluído que passa através do ponto (R,H). Como na superfície livre do fluído, p = p, então essa superfície é definida pela equação

- Η -

de crivagem ilustrada o ponto (R,H) será fixado pela diâmetro interno do anel de retenção (43).

i Ho funcionamento ideal da caixa de crivagem ilustrada, a pressão do fluído na interface do refugo com a suspensão será constante através da altura da suspensão e pela equação supra (1) pode-se ver que esta interface tem a forma idum paraboloide de revolução, tal como acontece com a superfície livre da suspensão definida pela equação (1).

De acordo com a invenção, o peneiro (52) possui uma forma de maneira que a interface da suspensão/refugo fique situada na curva necessária para a velocidade de rotação parti cular à qual deve funcionar a caixa de orivagem, usando-se as correlações acima indicadas.

Ho caso ideal, a forma do peneiro proporciona uma espessura constante de refugo sobre a altura do peneiro. A curvatura deste é deste modo fixada como sendo a curvatura da interface teórica do refugo/suspensão, sendo a espessura do refugo fixada pela quantidade de refugo que se introduziu na máquina.

Assim, pode calcular teoricamente a curva correcta para a interface do refugo/suspensão e esta curva deslocasse radialmente para fora dum valor £ r igual à espessura do refugo, para definir a curva do contorno do peneiro. Podem-se alcançar aproximações desta curva por outros meios baseados nas considerações gerais acima delineadas. De facto, contudo, a curva correcta do peneiro será uma parábola que tem uma curvatura ligeiramente maior do que aquela que derivaria da consideração supra. Isso resulta do facto de que a suspensão está sujeita de histerese, originando que o fundo da superfície livre da suspensão fique localizada radialmente para o interio

em relação à posição que doutra maneira seria de esperar. As partículas que mais recentemente foram introduzidas no fundo do peneiro ficarão portanto sujeitas a uma menor aceleração do que a que ocorre no peneiro propriamente dito. À medida que ,as partículas se movem ascendentemente serão expelidas para fora e a sua aceleração aumentará.

j â evidente que, à medida que a velocidade de rotação áa caixa d® crivagem aumenta, a forma óptima do peneiro decrescerá em curvatura e, no caso limite de uma aceleração infinitamente grande a forma do peneiro transformar-se-à num cilindro. Contudo, na prática, este efeito será contrariado pelo efeito da histeresea descrito e, com acelerações decrescentes, à medida que a curvatura teórica do peneiro em parabola aumenta, diminui significativamente o efeito de histeresea, o que na prática da invenção significa que estes efeitos se tendem a anular uns aos outros, de modo que a forma óptima parabola será aplicável ao longo de uma larga gama de velocidades da caixa de crivagem.

A altura da camada da suspensão sobre o leito da caixa de crivagem é determinada pelo raio do anel de retenção (43) θ, nesta primeira versão, a máquina pode ser equipada com coberturas superiores intermutáveis (41) possuindo aneis de retenção de diâmetro diferentes para permitir o ajustamento da altura da camada da suspensão e maximizar a recuperação de um dado material de alimentação.

Devei>se-à ter em conta de que, no caso das acelerações muito elevadas com que se pode operar uma máquina des te tipo, a extensão absoluta com que o peneiro (52) se afasta de uma simples forma troncocónica (como preconiza Cross ou mes po de um cilindro como preconiza Campbell) será muito reduzida. Por exemplo, a 80 G na máquina ilustrada, em que a altura do [peneiro é de 63 mm, o fundo do peneiro ficará apenas 3 mm radialmente para dentro da parte superior. Mas, neste contexto, deve-se ter em consideração que a espessura do refugo é da ordem dos 19 mm e a da suspensão é tipicamente 5 mm. Além disse o tamanho das partículas de concentrado pode ser inferior a 100 yum e o diâmetro do refugo está dentro do intervalo de 600-1000 yum. A forma do peneiro é por isso muito importante se se quer maximizar a eficiência funcional duma tal caixa de crivagem.

! Observou-se que o diafragma (57) é anelar e funiciona apenas na região radialmente fora do peneiro (52). Isto assegura que o diafragma não funciona dentro da superfície livre da suspensão distendida, o que significa dentro da zona em que as câmaras (51 e 54) estavam prolongadas para baixo em vez de terminarem no diafragma e na carcaça de suporte (25), não se encontraria presente nenhuma suspensão devido ao facto de a superfície livre da suspensão estar radialmente distanciada para fora em relação a esta zona.

Desta forma, pelo uso de um diafragma anelar colocado imediatamente por baixo do nível do fundo do peneiro (52), o diafragma está localizado muito próximo do corpo de água do cesto na zona (54), minimizando assim o volume de água a ser movido e maximizando o acoplamento entre a água do cesto e o diafragma. 0 diafragma pode ter uma área próxima da do fun lo do volume de água do cesto, minimizando o comprimento do curso de deslocação do diafragma para um dado efeito de propul são.

A eficiência de propulsão alcançada com a caixa de crivagem da presente invenção comparada, por exemplo, com a ie Cross, é ainda intensificada pelo facto de o diafragma estar acoplado com fluído que se encontra substancialmente todo sob a alta pressão que existe na zona (54) devido à força centrífuga. Esta pressão não só auxilia a descida do diafragma para a sua posição mais baixa sob o controlo do excêntrico (59) como de facto mantém uma constantemente força dirigida no sen13

tido descendente sobre o excêntrico. Deste modo, a compaotação do refugo no curso de retorno é não só rápida como também extensa havendo uma pequena passagem de água do cesto para a zo!na (51)· De facto, a adição de água aos resíduos não deverá ultrapassar cerca de 5

Este comportamento hidráulico tem como efeito produzir impulsos positivos e negativos sobre o refugo, efeito este que não pode ser conseguido pelo peneiro de Cross já que este não faz com que todo o conjunto formado pela alimentação, refugo e água do cesto tenham movimento rotativo. Tal também não é alcançado por Campbell devido à forma de efeito pulsação que emprega.

Tem-se demonstrado que a máquina do tipo que se descreve e ilustra na presente memória descritiva permite realizar uma separação de partículas extremamente eficiente segundo a sua massa específica, sendo particularmente eficiente na separação de partículas finais que não podem ser tratadas com o equipamento convencional, tal como é o caso de partículas com uma granulometria inferior a 100 ym. 0 equipamento construí io de acordo com a versão preferencial alcançou uma útil separação de partículas, da ordem dos 50 passando 20 yum e 8 / passando 5 yum, alcançando uma concentração maior do que 30 vezes, podendo-se esperar bons resultados com ouro de partículas até 5 yim, tendo percentagens de recuperação de 90 jí ou maii;.

A velocidade de rotação do veio de accionamento exterior (23), que evidentemente determina a aceleração aplicada às partículas, e a velocidade de rotação do veio de accio.aamento do excêntrico (29), que determina a velocidade de pulsação da caixa de crivagem, serão determinadas pela experiência com materiais em partículas. Ver-se-à que o funcionamento do aparelho a velocidades que atingem acelerações na área de 100 g no refugo, produzirão resultados satisfatórios. A extensão do movimento do diafragma (57) é evidentemente controlada

, pelos parâmetros das superfícies do excêntrico (61) podendo estes ser substituídos para variar a extensão do movimento con o fim de melhorar o funcionamento da máquina para um particular material de alimentação.

São possíveis muitas alternativas à presente inivenção, devendo-se considerar esta versão aqui descrita e ilus itrada com um simples exemplo. 0 diafragma (57) pode ser subsI

Itituído por diafragmas localizados, por exemplo, nas paredes 'laterais da máquina, sendo igualmente possíveis outros métodos para accionar o diafragma, incluindo por exemplo dispositivos eléctricos ou electromagnéticos. Do mesmo modo, a disposição e a colocação da alimentação e do refugo podem ter formas diferentes das acima descritas.

Uma dessas versões alternativas está ilustrada nas Figuras 9 e 10, que mostra uma outra forma de um mecanismo mais compacto para fazer oscilar o diafragma (57).

Mesta versão a cobertura (38) e o corpo de propulsão (58) são substituídos por um único suporte (74) montado na flange (24). 0 membro (74) dotado com uma flange cilíndrica interna (75) que suporta a cobertura de suporte (25) e o rebordo interno do diafragma (57), e uma flange cilíndrica externa (76) que suporta o rebordo exterior do diafragma (57) e o membro do corpo (40).

Montada na extremidade superior do eixo de accionamento do portada em excêntrico (29) está uma engrenagem cónica (77), suchumaceiras montadas na carcaça (78), que por sua vez é suportada pela flange (24).

Igualmente montadas na carcaça (78), estão rodas dentadas orientadas radialmente (79) em posição igualmente dis tanciadas em circunferência e que accionam veios radiais (80).

Os veios (80) passam através de aberturas existentes na flange cilíndrica interna (75) θ a extremidade exte

rior de cada veio está inserida numa chumaceira (81) montada no membro (74), entre as flanges (75) e (76). ligada à extremidade externa de cada um dos veios (80) está uma manivela (83) que, por sua vez, é suportada por uma chumaceira exterior (82). A manivela (83), em cada caso, acciona um membro que encosta ao diafragma (84).

| Na versão ilustrada, seis desses conjuntos de accionamento do diafragma excêntricos encontram-se dispostos em volta da extensão circunferencial do diafragma (57), e poder- se-à ver que os membros (84) produzirão a oscilação vertical do diafragma em uníssono, quando o veio de accionamento do excêntrico (29) roda para, por sua vez, accionar os veios radiais (80).

Os membros individuais da manivela (83) são facilmente atingíveis através de aberturas na flange exterior (76), podendo ser substituídos quando se pretender alterar o curso do diafragma (57).

Nas Figuras 11 e 12 ilustra-se uma outra versão iiferente para provocar a pulsação da água do cesto numa caixa ie crivagem centrífuga do tipo em que se aplica esta invenção, nas quais se usam, como anteriormente, os mesmos números de referência para aqueles componentes que correspondem aos componentes das versões previamente descritas.

Na versão representada na Figura 11, o diafragma (57) é eliminado, permitindo uma grande simplificação da caixa de crivagem do ponto de vista mecânico. Em vez de um diafragma, cria-se uma interface ar/água na zona por baixo da região do cesto (54), sendo a pressão deste ar pulsada para produzir a propulsão necessária da água do cesto.

Gomo se mostra na Figura 11 a caixa de crivagem desta versão compreende uma estrutura (85) que suporta a base (20) com uma carcaça do veio inferior (86) montada por baixo

Μ

da carcaça da chumaceira (21). Oomo já não é necessário um accionamento separado para o diafragma, o motor hidráulico (34) é directamente montado por baixo da extremidade da carcaça (86).

Ha Figura 11, a saída da calha para os materiais ^pesados está situada em (87), e o material leve sai da máquina jem (88).

I

Na Figura 12, a carcaça superior (89) que define o espaço de cesto, está montada numa carcaça inferior (90) que nesta versão tem substancialmente a forma simétrica da carcaça (89), formando uma cavidade (91) por baixo da zona do cesto (54).

A cavidade (91) comunica por intermédio das passagens (92) com uma câmara central (93) formada entre a saliência central (44) e a flange (24) e por sua vez esta câmara com uma passagem axial (94) na parte superior (23a) do veio de accionamento da caixa de crivagem.

Snchavetada na parte inferior do veio de accionamento superior (23a) encontra-se a parte inferior do veio de accionamento (23b), estando este por sua vez acoplado oom o motor hidráulico (34) (Fig. 11)· Na parte do eixo (23B) está uma passagem axial (95), fechada na sua extremidade inferior e aberta para a zona de passagem (94), passagem essa que possui uma ou mais aberturas radiais (96) que comunicam intermitentemente, à medida que o veio (23b) roda, com uma passagem de entrada de ar (97) na carcaça do veio inferior (86). Uma vedação periférica (98) está situada em volta da parte do veio (23b) dentro da carcaça (86).

Na parte inferior da passagem (95), uma abertura 'ou várias aberturas de saída (99) comunicam intermitentemente com uma saída (100) da carcaça (86).

A entrada de ar (97) está ligada com uma fonte de

ar comprimido de forma que, quando a caixa de crivagem roda, sejam introduzidos na câmara (93) impulsos sucessivos de presisão de ar. A pressão de ar de base ajustada de forma a que, ;consoante a velocidade de rotação empregada a interface de ar/ í/água em (101) fique ligeiramente radialmente para além da superfície livre da água na cavidade (91) e os impulsos dos aumentos de pressão desloquem esta interface para fora, criando o necessário efeito de pulsação no refugo do peneiro (52).

A profundidade da cavidade (91) deve preferencial mente ser tal que a altura da interface ar/água (101) seja sub stancialmente a mesma do peneiro (52), sendo necessário um relativamente pequeno excesso da pressão de ar para obter a pulsação da água do cesto necessário. Uma vez mais nesta versão a posição da interface de pulsação proporciona um acoplamento eficiente com a água do cesto e alcança a rápida dilatação e compressão do refugo.

Na versão das Figuras 11 e 12, introduz-se a suspensão na área do peneiro através de passagens radiais (102) existentes num membro distribuidor (103) montado na saliência (44), sendo estas passagens, a camisa de alimentação (50) e a saliência (44) dotados com revestimentos de polimetano resistentes à abrasão (104). Na câmara de saída dos materiais pesalos (73), uma parede amortecedora de borracha (105) está suspensa no lado oposto às tubeiras (65), para reduzir a abrasão nesta câmara.

Ivíediante a adopção da forma apropriada e da localização da entrada (97) e da saída de ar (100) e das aberturas (96) e (99), a amplitude, a frequência e a forma das pulsações de pressão do ar que actuam sobre a interface ar/água podem ser controladas e reguladas experimentalmente de modo a obter-se as que são apropriadas à velocidade de rotação da caixa de crivagem e à naturaza do material de alimentação.

A saída (100) não só proporciona um escape momen tâneo de ar durante a pulsação como também possibilita que a água da cavidade (91) se escoe da caixa de crivagem quando esta está estacionária.

i Embora o ar seja o fluído gasoso preferido para 'esta forma da invenção, quando uma fonte de outro fluído gasoso sob pressão está convenientemente disponível, ela poderá ievidentemente ser utilizada.

i Numa caixa de crivagem prática segundo a versão idas Eiguras 11 e 12, as velocidades de pulsação apropriadas devem ser da ordem das 1400 pulsações por minuto a 2500 por minuto ou mais. Como a aceleração na interface de ar/água aumenta rapidamente à medida que o ar empurra a água para fora da parábola de revolução representando o estado estacionário da superfície da água, com um aumento correspondente na pressão de retorno da água, verifica-se que a pressão de ar correc ta para uma dada velocidade angular será estabelecida aumentando gradualmente a pressão à medida que a caixa de crivagem funciona, até que se dê a pulsação da água do cesto e do refugo.

Além do controlo que se pode obter pelo ajustamento da forma de delineamento da abertura de entrada e de saída ie ar, o contorno radial da câmara (91) pode também ser alterado para modificar a relação entre a interface de água/ar e a sua posição radial, modificando-se assim a forma da onda de pulsação.

=+=+=+=+=

1^.- Caixa de crivagem centrífuga compreendendo

Claims

iam recipiente montado de maneira a poder ter movimento rotatiivo em torno do seu eixo longitudinal, recipiente esse que compreende uma zona axial e uma zona periférica, separadas por rejfugo, meios para introduzir o material de alimentação na zona |axial e meios para fazer pulsar fluído na referida zona periférica enquanto o recipiente roda, caracterizada pelo facto de os mencionados meios de pulsação compreenderem uma interface que comunica com a citada zona periférica substancialmente de maneira completa por trás do limite da superfície livre do material alimentado projectada para intersectar o referido eixo.
2§. - Caixa de crivagem, centrífuga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a mencionada interface ser constituída por um diafragma.
3^. - Caixa de crivagem centrífuga de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo facto de compreender ain da meios de accionamento alternativos que accionam o citado diafragma.
4-. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de o referido diafragma ficar situado por baixo da mencionada zona periférica e fazer parte da base do citado recipiente.
5^. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a referida in20 terface compreender a interface entre um fluído em comunicação com o fluído na mencionada zona periférica e um fluído gasoso, sendo a citada interface posicionada radialmente pela pressão do referido fluído gasoso, tendo a mencionada pressão valores pulsativos de maneira a provocar a citada pulsação do ;fluído na referida zona periférica.

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6®. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo con a reivindicação 5, caracterizada pelo facto de compreender ais da uma câmara de fluído por baixo da mencionada zona periférica e comunicando com esta, uma câmara de fluído gasoso situada radialmente dentro da citada câmara de fluído e comunicando com ela, meios para introduzir fluído gasoso sob pressão na referida câmara de fluído gasoso e meios para fazer pulsar a pressão na mencionada câmara de fluído gasoso.
7^g. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo facto de a pressão mínima do citado fluído gasoso na referida interface ser aquela que é suficiente para, à velocidade de rotação do recipiente, manter a mencionada interface radialmente por fora da superfície livre do fluído na citada câmarade fluído.
8§. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo facto de compreender ainda meios para a alimentação contínua de fluído à referida zona periférica e à mencionada câmara de fluído.
9-. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o citado refugo ser restringido contra a possibilida21 de de deslocamento para fora por meio dum peneiro, tendo o referido peneiro substancialmente a forma dum parabolóide de revolução cujo eixo cdncide com o mencionado eixo longitudinal e tendo o citado peneiro um contorno tal que a interface

I entre o referido refugo e o mencionado material de alimentação ificar situada numa superfície de revolução de pressão substancialmente constante.
10&. - Caixa de crivagem centrífuga compreendendo um recipiente montado de maneira a poder rodar em torno dum eixo longitudinal vertical o qual compreende uma região axial e uma região periférica separadas por refugo, meios para introduzir o material de alimentação na região axial e meios para pulsar água na referida região periférica enquanto o recipiente roda, sendo o mencionado refugo radialmente confinado por meio dum peneiro, caracterizada pelo facto de o citado peneiro ter uma forma tal que a interface entre o referido refugo e o mencionado material de alimentação fica assente numa superfície de revolução de pressão substancialmente constante.
11&. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo facto de o citado peneiro assentar substancialmente numa superfície com a forma dum parabolóide de revolução cujo eixo coincide com o referido eixo longitudinal.
12^β. - Oaixr de crivagem centrífuga, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo facto de compreender uma flange que se prolonga horizontalmente para dentro a partir da aresta superior do referido peneiro, sendo a aresta interior da mencionada flange concêntrica com o citado peneiro.
13^â. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada. pelo facto de compreender ainda uma calha de resíduos que comunica com a região acima e radialmente para fora da referida flange.
14- . - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo jcom qualquer das reivindicações 10 a 13, caracterizada pelo facto de compreender uma calha para os pesados situada por fo’ra da mencionada região periférica e comunicando com ela.

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15- · - Caixa de crivagem centrífuga, compreeendendo um recipiente montado de maneira a poder rodai· em torno dum eixo longidutinal vertical, o qual compreende uma região e uma região periférica separadas por refugo radialmente apertada por um peneiro, meios para introduzir material de alimentação na região axial, meios para pulsarem fluído na citada região periférica enquanto o recipiente roda e uma calha para pesados por fora da referida região periférica, caracterizada pelo facto de o material separado que passa o mencionado refugo e o citado peneiro,passar para a referida calha de pesados através de cavidades que comunicam com a mencionada região periférica, compreendendo as citadas câmaras paredes laterais que convergem para uma cavidade de saída, apresentando as referidas paredes laterais um ângulo constante em qualquer ponto ao longo do seu comprimento até um raio a partir do mencionado eixo longitudinal.
16&. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo facto de o citado ângulo ser escolhido em relação com os coeficientes de atrito das paredes e do material pesado de maneira que não ocorra acu mulação de material ao longo das referidas paredes.
17&. - Caixa de crivagem centrífuga, de acordo jcom a reivindicação 14, caracterizada pelo facto de o mencionado ângulo ser aproximadamente igual a 30°.

Lisboa, 24 de Janeiro de 1986 ô-w^?i inMan. , Amit&L

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