PT845096E - Permutador de calor regenerativo rotativo - Google Patents

Description

ΕΡ Ο 845 096/ΡΤ

DESCRICÃO “Permutador de calor regenerativo rotativo” O presente invento refere-se a um permutador de calor regenerativo do tipo especificado no preâmbulo da reivindicação seguinte 1.

Um tal permutador de calor é conhecido, por exemplo, a partir do pedido de patente WO-A-9 500 809, que descreve barras de batente com a forma de sapatas deslizantes feitas de carbono ou grafite. Este é um material que não fica rapidamente danificado por causa do ambiente corrosivo que está presente nos locais onde estão localizadas as sapatas deslizantes, e que suporta as altas temperaturas prevalecentes. Para além disso, o material tem também excelentes propriedades de lubrificação e deposita uma camada de redução de atrito carbono ou grafite nas abas contra as quais deslizam as sapatas deslizantes. Isto, no entanto, envolve ao mesmo tempo a abrasão das sapatas deslizantes a uma taxa que se provou difícil de prever. Por essa razão, foi necessário completar este tipo de sapatas deslizantes com dispositivos de medição, os quais medem a folga entre as placas do sector e as abas e que torna possível aparafusar para a frente as barras de batente ou as sapatas deslizantes a uma determinada distância dos seus meios de montagem antes das placas de sector começarem a raspar contra as abas, de tal modo que é restaurada a folga pretendida. É um trabalho que exige uma supervisão e um trabalho de ajustamento prolongados, sendo, por conseguinte, é importante reduzir tanto quanto possível este trabalho. Uma tal medida consiste em reduzir a pressão de contacto para reduzir a abrasão. É necessária, no entanto, uma força de contacto nas sapatas deslizantes que atinja os 500 N, de modo a garantir que as sapatas deslizantes e, consequentemente, as placas de sector, seguem as abas na deformação térmica da parte cilíndrica, o que provou resultar, algumas vezes, numa abrasão comparativamente rápida. O objecto do invento é obter uma solução para o problema da abrasão rápida das barras de batente ou das sapatas deslizantes.

Isto tem, de acordo com o invento, sido conseguido por o permutador de calor ter as características especificadas nas reivindicações seguintes. 2 ΕΡ Ο 845 096/ΡΤ

Um jacto, por exemplo, de ar e/ou vapor de água, produzido desta forma, o qual é disposto para embater na aba de bordo, logo que a mesma se desloca por baixo dos meios de suporte, faz com que as partículas, que aderem mais ou menos fortemente à aba de bordo e as quais podem provocar abrasão no meios de suporte, são sopradas para fora, possivelmente no mesmo instante em que as partículas são soltas pelo bordo dos meios de suporte, evitando-se, assim, de se deslocarem para baixo dos meios de suporte. Um jacto posicionado diametral mente é igualmente eficaz no caso de partículas que aderem fortemente, as quais são esmagadas em pequenas partículas por baixo dos meios de suporte onde as mesmas são sopradas, evitando-se que fiquem coladas ao bordo dos meios de suporte.

Passagens adicionais posicionadas também em tomo da periferia dos meios de suporte têm as mesmas ou finalidades semelhantes e são facilmente dispostas na forma de entalhes axiais pouco profundos na superfície periférica dos meios de suporte e/ou na superfície interior da peça de encaixe, caso em que as passagens são formadas quando os meios de suporte são colocados em posição na peça de encaixe.

As passagens têm também uma função de arrefecimento e podem ser dispostas uma ou mais passagens dentro da periferia dos meios de suporte para se conseguir um arrefecimento eficaz da superfície dos meios de suporte, que estão em contacto com a aba de bordo.

Uma função adicional consiste no facto dos jactos do meio de provocarem uma força de reacção que pode aliviar parcialmente a pressão dos meios de suporte contra as abas de bordo quando os meios de suporte estão posicionados perto das abas de bordo.

Pode também ser obtido um efeito de almofada de ar reforçado com, pelo menos, um canal posicionado dentro da superfície periférica e uma cortina, tão apertada quanto possível, de jactos axiais do meio em tomo da superfície periférica, que forma uma chamada saia em torno da almofada de ar. Uma passagem prolonga-se de modo adequado sem interrupções em torno de toda a periferia dos meios de suporte, ligados, de preferência, a uma fonte de pressão, que tem uma pressão mais elevada do que a fonte de pressão ligada à passagem ou passagens, posicionadas por dentro da superfície periférica. 3 ΕΡ Ο 845 096/ΡΤ Ο invento será explicado adicionalmente na descrição seguinte com referência aos desenhos anexos, os quais mostram de um modo esquemático concretizações diferentes dos permutadores de calor de acordo com o invento e nos quais: a Fig. 1 é um corte axial parcial através do permutador de calor, a Fig. 2a é um corte longitudinal através de um dispositivo com uma barra de batente numa placa de sector pela linha II - II da Fig. 1, as Fig. 3a, Fig. 3b e Fig. 3c, são vistas em corte pela linha III - III da Fig. 2a, que mostra três variantes das barras de batente com peça de encaixe envolvente, e a Fig. 4 é uma vista em corte semelhante à Fig. 3a e equipada com três canais axiais lado-a-lado. O permutador de calor aqui mostrado na Fig. 1 é do tipo convencional, tendo uma caixa fixa 1 e um rotor cilíndrico 2, que contém a massa regenerativa 3. O rotor tem um cubo 4 e uma placa de sector fixa superior 5 com uma placa de sector móvel 6, ligada de modo articulado ao mesmo e uma correspondente placa de sector fixa inferior 7 e uma placa de sector móvel 8. Os dois conjuntos de placas de sector 5, 6 e 7, 8, têm como função vedar contra as extremidades superior e inferior do rotor 2 tão apertadamente quanto possível e, por isso, separar o meio de permuta de calor que passa através do rotor.

Para esta finalidade, cada uma das extremidades radialmente exteriores de cada uma das placas de sector móveis 6, 8 está equipada com um, de preferência, com dois dispositivos 10, incluindo uma barra de batente ajustável para manter uma certa folga entre as extremidades das placas de sector 6, 8 e uma aba de bordo anular superior e inferior 12 fixa ao rotor 2 ao longo das suas periferias superior e inferior. Cada dispositivo inclui ainda um dispositivo de medição, não mostrado, para medição de controlo da folga, tal como mostrado com maior pormenor no dito WO-A-9 500 809. Como uma alternativa, as placas de sector 6, 8 podem ser rotativas e a massa regenerativa imóvel de um modo em si mesmo conhecido. 4 ΕΡ Ο 845 096/ΡΤ A Fig. 2a revela uma parte da caixa 1 e a aba de bordo superior 12 do rotor 2 e a placa de sector superior móvel 6. Um dos dispositivos de suporte 10 está montado com parafusos num furo na placa de sector 6. O dispositivo de suporte 10 compreende uma peça de encaixe 15, equipada com uma aba de montagem 16, a qual, com um anel de vedação intermédio, está ligado através de parafusos 18 à placa de sector 6.

No topo, a peça de encaixe 15 está equipado com uma tampa 19 e dentro da peça de encaixe 15 existe uma manga interior com o topo aberto, tendo uma parte superior que tem um rasgo axial 21. No fundo da peça de encaixe 15, uma barra de batente cilíndrica 25 está apoiada de modo rotativo e deslizante com uma pequena folga para o interior 33 da peça de encaixe 15. Na extremidade de fundo da peça de encaixe 15, uma placa de fundo 24, está situada fixa a uma haste de ajustamento 23. A barra de batente 25, feita em carbono ou grafite está fixa de modo a poder ser substituída no lado inferior da placa 24, por meio de um parafuso de ajustamento 26 aparafusado na placa de fundo 24. A extremidade superior da peça de encaixe 15 está equipada com um parafuso 28 aparafusado num furo radial cónico 27, parafuso esse que tem uma ponteira 29 introduzida no rasgo 21, evitando desse modo que a manga interior 20 e a barra de batente 25 rodem na peça de encaixe 15. O ajustamento da folga entre a placa de sector 6 e a aba de bordo 12 é tornado possível pela manga interior 20 com a barra de batente 25 ser deslocável axialmente na peça de encaixe 15 com a ponteira 29 no rasgo 21, permitindo a deslocação da manga interior 20 com a barra de batente 25, sem rotação. O deslocamento pode ser efectuado de muitas maneiras. Um dispositivo simples e eficiente consiste na haste 23 apoiada de modo rotativo num furo 50 da tampa 19, haste que tem uma parte com rosca fina, que se prolonga através de uma abertura com rosca fina 52 num volante 30, a qual está apoiado de modo rotativo no topo da tampa 19. A haste 23 e a haste de batente 25 são deslocadas em relação à placa de sector 6 quando o volante 30 é rodado. Quando o ajustamento pretendido é conseguido, a haste 23 é travada pelas roscas do volante 30 e a haste 23 trabalhando como uma engrenagem de auto-bloqueio. 5 86 909 ΕΡ 0 845 096/ΡΤ

Inicialmente é estabelecida uma folga, por exemplo, de 4 mm entre a placa de sector 6 e a aba de bordo 12 rodando o volante 30. A haste de batente 25 vai-se desgastando durante a operação e a placa de sector 6 vai-se afundando devagar, de um modo correspondente, para a aba de bordo 12. A folga remanescente após algum tempo de operação é verificada quando necessário. Quando o permutador de calor é novo, o desgaste é rápido e a haste de batente 25 tem de ser substituída cedo. Posteriormente, o desgaste irá ocorrer essencialmente mais devagar porque a primeira haste de batente depositou uma camada de carbono ou grafite lubrificante na aba de bordo 12.

As barras de batente estão situadas a uma temperatura ambiente de normalmente 350°C e numa atmosfera normalmente corrosiva, na qual redemoinham normalmente cinzas finas. Testes práticos provaram que é impossível evitar na prática um forte desgaste das barras de batente, devido à formação de irregularidades nas abas de bordo durante o seu movimento entre as placas de sector. A folga 31 entre a periferia 32 da barra de batente 25 e o interior 33 da peça de encaixe 15 tem, de acordo com o invento, uma espessura de alguns décimos de milímetro, tal como mostrado na Fig. 3a, de modo que, com o fornecimento do meio de pressão através de um bico oco 34 na parede da peça de encaixe 15, é formada uma cortina axial 35 pelo meio de pressão em torno da periferia da barra de batente, tal como mostrado na Fig. 2.B. Como consequência, obtém-se uma limpeza eficiente por sopro da aba de bordo 12 em torno da barra de batente 25 e, em simultâneo, um arrefecimento da barra de batente e da aba de bordo.

Em princípio pode ser suficiente, com uma única passagem de lado-a-lado no bordo dianteiro da barra de batente 25, em vez de uma cortina completa ou, como uma alternativa, uma passagem no bordo dianteiro e uma passagem no bordo traseiro, tal como foi mencionado anteriormente.

Uma cortina de pressão mais ou menos contínua é, no entanto, mais eficiente e fácil de obter. A barra de batente 25 pode ser equipada, por exemplo, com recessos ou entalhes axiais 36 na superfície periférica, tal como mostrado na Fig. 3b. Como 6 86 909 ΕΡ 0 845 096/ΡΤ uma alternativa, ο interior da peça de encaixe 15 pode ser equipado com entalhes axiais 37, tal como mostrado na Fig. 3c.

Seriam obtidos melhores resultados com uma concretização de acordo com a Fig. 4 com uma cortina contínua 35, disposta de modo a formar uma chamada saia, envolvendo uma almofada de pressão mais ou menos marcada, provocada pelos jactos de meio de pressão dirigidos axialmente nas passagens lado-a-lado 38, dispostas nas barras de batente dentro das suas superfícies periféricas. A limpeza por sopro, arrefecimento e almofada de pressão é obtida ao mesmo tempo deste modo simples.

Lisboa, oi. híl w..l

Por ABB AIR PREHEATER, INC. - O AGENTE OFICIAL -

Eng.° ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind. Rua das Flores, 74-4.” 1200-195 LISBOA

Claims (8)

1. 86 909 ΕΡ 0 845 096/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES

   1 - Permutador de calor regenerativo, que compreende duas partes, sendo uma rotativa relativamente à outra em torno de um eixo central comum, sendo uma das partes (2) essencialmente cilíndrica, e contendo a massa regeneradora (3), compreendendo a parte remanescente (1) canais de meio, tendo canais de entrada e canais de saída, dirigidos axialmente para o meio de emissão de calor e de absorção de calor, cujas as entradas e saídas estão separadas uma da outra por placas em forma de sector (6, 8), posicionadas para efeitos de vedação perto das superfícies de extremidade da parte cilíndrica, placas que estão ligadas de um modo articulado às placas centrais fixas axialmente (5, 7), posicionadas nas extremidades da parte cilíndrica e ligadas à dita parte remanescente, para além do que as placas de sector, nas suas extremidades radialmente exteriores, estão equipadas com dispositivos (10) compreendendo cada um, pelo menos, uma barra de batente cilíndrica (25) para ajustamento de uma folga entre as extremidades das placas e uma aba de bordo (12) ou meios semelhantes em cada extremidade da parte cilíndrica (2), estando a barra de batente (11) montada axialmente deslocável numa peça de encaixe cilíndrica (15) na respectiva extremidade de placa de sector (6, 8) perpendicular a esta e ajustável por um mecanismo de parafuso (50 - 53) ligado à extremidade de placa de sector, caracterizado por ser concebida uma folga (31) entre a periferia da barra de batente cilíndrica (25) e o interior da peça de encaixe (15) com, pelo menos, uma passagem axial de lado-a-lado (36, 37) que está ligada a uma fonte de pressão (34) de gás, de preferência, ar, vapor de água ou um meio semelhante.
2. 2 - Permutador de calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a folga (31) se prolongar essencialmente em torno de toda a periferia da barra de batente (25).
3. 3 - Permutador de calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a passagem lado-a-lado ser formada essencialmente por entalhes axiais pouco profundos (36) na superfície periférica da barra de batente (25).
4. 4 - Permutador de calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a passagem lado-a-lado ser formada essencialmente por entalhes axiais pouco profundos (37) no interior da peça de encaixe (15). ΕΡ Ο 845 096/ΡΤ 2/2
5. 5 - Permutador de calor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, pelo menos, uma passagem lado-a-lado essencialmente axial (38) estar ainda disposta dentro da periferia da barra de batente (25) e ligada ã fonte de pressão de gás, de preferência, de ar, vapor de água ou um meio semelhante.
6. 6 - Permutador de calor de acordo com a reivindicação 2 e 5, caracterizado por a folga (31) em torno da periferia da haste de batente (25) estar ligada a uma fonte de pressão com uma pressão mais elevada do que a fonte de pressão para a passagem interior lado-a-lado (38).
7. 7 - Permutador de calor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a haste de batente (25) estar apoiada rotativamente na peça de encaixe (15), impedida de rodar por uma guia (21, 28), que coopera com a peça de encaixe (15).
8. 8 - Permutador de calor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por os jactos de meio de dirigidos através da folga (31) e das passagens lado-a-lado (36, 37, 38) para as abas de bordo (12) criarem uma potência de reacção suficiente para reduzir, pelo menos, uma parte da pressão das barras de batente (25) contra as abas de bordo (12). Lisboa, Por ABB AIR PREHEATER, INC. - O AGENTE OFICIAL -

   l Eng.° ANTÔNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind. Rua das Flores, 74-4.® 1200-195 USBOA