PT879077E

PT879077E - Dispositivo para a filtracao de material termoplastico plastificado e elemento filtrante para tal dispositivo

Info

Publication number: PT879077E
Application number: PT96939750T
Authority: PT
Inventors: Helmuth Schulz; Helmut Bacher; Gorg Wendelin
Original assignee: Helmuth Schulz; Helmut Bacher; Georg Wendelin
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 2001-12-28
Also published as: ZA97301B; KR19990081882A; CA2243564C; EP0879077B1; JP3112953B2; ATA10296A; DE59607104D1; ES2159766T3; CA2243564A1; US6378705B1; EP0879077A1; AU701446B2; AU7685496A; AT403779B; ATE202002T1; KR100295697B1; DK0879077T3; TW375564B; BR9612481A; WO1997026973A1

Description

DESCRIÇAΟ "DISPOSITIVO PARA A FILTRAÇÃO DE MATERIAL TERMOPLÁSTICO PLASTIFICADO E ELEMENTO FILTRANTE PARA TAL DISPOSITIVO" A invenção refere-se a um dispositivo para a filtração de um material termoplástico plastificado possuindo uma carcaça, com pelo menos um canal de alimentação para o material a filtrar, através do qual este material é alimentado ao lado de entrada de pelo menos um elemento filtrante sendo que o elemento filtrante possui finos orifícios de filtração para o filtrado, e sobressaindo do lado de descarga do mesmo, pelo menos um canal de descarga para o filtrado, a partir da carcaça, e que no lado de alimentação do elemento filtrante, estão dispostos raspagem de raspadores que se deslocam relativamente ao elemento filtrante, cujas arestas de raspagem transportam os resíduos ao longo da superfície do elemento filtrante para pelo menos um canal de descarga e em que, no sentido de descarga dos resíduos na zona do elemento filtrante dotada de orifícios de filtração encaixa uma zona isenta de orifícios que é igualmente coberta pelos raspadores. A invenção refere-se ainda a um elemento filtrante para um dispositivo desse tipo.

Um tal dispositivo é conhecido (WO 93/15819). Aí, a zona isenta de orifícios que encaixa na zona de filtração perfurada oca tubular tem a forma de cilindro maciço para aumentar a resistência à torção do elemento filtrante que roda em torno do seu eixo longitudinal. A invenção tem como objectivo aperfeiçoar um dispositivo para a filtração de massas termoplásticas plastificadas do tipo anteriormente mencionado, relativamente à duração e actividade de filtração. A invenção atinge este objectivo, 2

adoptando ranhuras na zona isenta de orifícios do elemento filtrante voltada par os raspadores, cuja direcçao se cruza com a direcçao das arestas de raspagem dos raspadores que actuam por cima destas ranhuras, de tal forma que a massa espessada que se encontra sobre a zona isenta de orifícios é intensamente transportada em direcçao ao canal de descarga.

Servem de base à invenção os seguintes conhecimentos: na maior parte dos dispositivos até agora conhecidos, os raspadores deslizam sobre a superfície filtrante perfurada e empurram as impurezas que se separam da massa a filtrar, na sua frente e de encontro ao canal de descarga. Esta massa de resíduos é sempre cada vez mais espessada de encontro ao canal de descarga e as impurezas, regra geral sólidas, exercem uma acção de raspagem sobre a superfície filtrante. Na zona do canal de descarga, produz-se consequentemente um desgaste extremamente grande do elemento filtrante, o que tem como consequência uma erosão do material do elemento filtrante, de tal maneira que o elemento filtrante nesta zona não resiste, por fim às pressões existentes e quebra. Este perigo é tanto maior quanto maior, for a pressão do material plástico alimentado para ser filtrado, cuja pressão nos dispositivos filtrantes modernos pode suportar 300 bar e mais. O desgaste do elemento filtrante é ainda aumentado pelo facto de os orifícios da zona filtrante formam, por assim dizer contrafortes para a massa de resíduos transportada pelos raspadores, uma vez que os constituintes granuliformes da massa de resíduos entram seguramente em tais orifícios.

Além disso, os ensaios mostraram que, imediatamente em frente dos raspadores, a concentração dos sólidos da massa empurrada pelos raspadores é muito alta, isto é, esta massa é fortemente espessada. Imediatamente por trás dos raspadores, no entanto, forma-se uma zona de limpeza, em que é admitido o material a filtrar que se encontra sob pressão. Se esta parte do material ainda essencialmente não filtrada, no entanto, chega à zona do canal de descarga, então retira-se aí material relativamente puro. O material transportado no canal de descarga, na maior parte dos casos pelo parafuso sem-fim de transporte, tem uma 3

composição não homogénea, porque se alternam partes que são provenientes dVs zonas que ficam em frente dos raspadores com parles que são provenientes das zonas que ficam por trás dos raspadores. Os primeiros constituintes são na grande maioria dos casos um material fortemente espessado, cuja proporção de impurezas é relativamente alta; pelo contrário, nos últimos constituintes, a proporção de plástico é relativamente alta e a proporção das impurezas é relativamente pequena.

Por meio das providências preconizadas pela presente invenção, consegue-se que os raspadores não actuem sobre uma superfície perfurada de lado a lado do elemento filtrante, mas antes que na zona isenta de perfurações, adjacente ao canal de descarga com as suas ranhuras, se forme por assim dizer um contraforte de tal modo que esta massa sólida seja intensamente transportada, em direcção ao canal de descarga. Trata-se, por conseguinte, de ranhuras que realizam o trabalho de promover o transporte. Neste caso, obtém-se de maneira vantajosa o efeito de os resíduos se acumularem na zona adjacente ao canal de descarga e de, a partir daí, impregnarem o material plástico, ou seja os componentes utilizáveis do material, de tal maneira que estes componentes utilizáveis atingem novamente a área da zona com orifícios e são filtrados através destes. Este facto tem como consequência que o material que aparece no canal de descarga, em comparação com o material conhecido inicialmente mencionado, e também em comparação com o tipo de filtro até ao presente usual até à data, cuja superfície de filtração é coberta pelos raspadores, seja mais homogéneo e que, de maneira inesperada, uma menor quantidade de material plástico chegue ao canal de descarga e se perca consequentemente como seria de esperar. A previsão seria nomeadamente que a zona isenta de orifícios prejudicasse a filtração do material; na prática, no entanto, acontece precisamente o contrário.

Além disso, o efeito de montagem sobre os componentes que constituem as impurezas da massa endurecida transportada pelos raspadores diminui, em comparação com uma zona de filtração com orifícios, porque as ranhuras da 4

construção de acordo com a invenção, actuam sobre os componentes sólidos (da massa dos resíduos, de forma menos intensa do que os orifícios. A invenção pode ser utilizada não só com elementos filtrantes que são simétricos em relação a um eixo longitudinal, ou seja com elementos filtrantes ocos aproximadamente cilíndricos, ou com a forma de superfície cónica, por exemplo de acordo com WO 93/15819 anteriormente mencionada, mas também com especial vantagem, no caso de elementos filtrantes, com a forma de disco especial mente com a forma de discos circulares, em que o canal de descarga para as impurezas está colocado centralmente, especialmente nestes últimos, porque nesse caso o espessamente da massa residual se verifica de maneira especialmente intensa. Em todos os casos, o elemento filtrante pode admitir material a filtrar, não só pelo lado interno, como também pelo externo, ou seja para que o atravessamento do elemento filtrante possa realizar-se tanto do interior para exterior, como do exterior para o interior. A invenção é igual mente independente do facto de se mover ou não o elemento filtrante (como acontece na WO anteriormente citada) ou os raspadores, ou ambos os elementos.

De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, a zona isenta de orifícios do elemento filtrante possui uma maior espessura da parede do que a zona dotada com orifícios de filtração. Esse facto tem a vantagem de as ranhuras na zona isenta de orifícios poderem ser suficientemente profundas para poderem realizar a acção de transporte da massa de resíduos pretendida, em elevada proporção. Num elemento filtrante com a forma de cilindro oco, como se refere na literatura anteriormente mencionada, a zona isenta de orifícios não deve ser, de forma alguma, maciça; pelo contrário, deve ser igualmente cilíndrica oca como a zona do filtro perfurada. O espaço vazio assim obtido constitui, não só uma economia de peso e de material, mas proporciona também a possibilidade de alojar outros componentes do dispositivo. 5 5

/ / / O comprimento da zona isenta de orifícios medido na direcção dos resídúos está para o comprimento da zona dotada com orifícios de filtração, medido na mesma direcção, numa proporção compreendida entre 0,5:1 e 1:1; este valor é determinado de acordo com a realidade existente e o tipo do material plástico a processar, na maior parte dos casos.

Numa forma de realização preferencial da presente invenção, os eixos dos orifícios de filtração da zona perfurada são inclinados na direcção de descarga dos resíduos, preferivelmente segundo um ângulo de 60 a 80°, em relação à superfície do elemento filtrante. Num elemento filtrante com forma de disco circular, no quadro da presente invenção, é conveniente realizar a alimentação do material plástico a partir da periferia, em que o canal de descarga é colocado no centro do elemento filtrante e no canal de descarga é instalado um parafuso sem-fim para o transporte dos resíduos. Num tal elemento filtrante com a forma de disco circular, no âmbito da presente invenção, é conveniente que os eixos dos orifícios de filtração da zona com orifícios sejam inclinados relativamente à direcção radial do elemento filtrante preferivelmente num ângulo de 30 a 90°. Num tal caso, os eixos dos orifícios de filtração são inclinados, tanto em relação à direcção radial do elemento filtrante, como também em relação ao plano do elemento filtrante. Em nenhum caso, no entanto, a inclinação dos orifícios pode opor-se ao sentido de deslocação das arestas de raspagem porque, caso contrário, tem lugar nos orifícios de filtração uma compressão dos grânulos contidos na massa de impurezas. Isto significa, por um lado, um bloqueio dos respectivos orifícios de filtração e, por outro lado, um esforço extremamente elevado sobre as arestas de corte dos raspadores.

As ranhuras devem deslocar-se em linha recta, tal como as arestas de raspagem. Em muitos casos é, pelo contrário, favorável que os raspadores e/ou as ranhuras se desloquem ao longo de percursos encurvados, por exemplo, semelhantes a espirais. No âmbito da presente invenção, neste caso, é conveniente deixar deslocar as ranhuras, efectuando percursos encurv sentido contrário ao dos raspadores.

As ranhuras têm convenientemente uma secção transversal semelhante a um dente de serra, cujo flanco mais inclinado fica no lado de descarga dos raspadores. Neste caso, as ranhuras exercem simultaneamente uma acção de inalterabilidade de forma entre o material residual espessado e as arestas de raspagem. Este flanco mais inclinado forma uma aresta de bloqueio para a massa espessada, o que favorece o seu transporte em direcção ao canal de descarga.

Os raspadores podem ser formados por réguas contínuas. No âmbito da presente invenção, é favorável colocar os raspadores ao longo de percursos de guiamento com a forma de régua, embora para cada percurso sejam subdivididos em elementos raspadores que ficam distanciados uns dos outros, em que os intervalos que ficam entre elementos raspadores adjacentes, estão desalinhados, uns relativamente aos outros, quando observados no sentido de rotação dos raspadores ou respectivamente do elemento filtrante. A subdivisão das réguas dos raspadores em elementos individuais tem a vantagem de se garantir também a disposição das arestas de raspagem formadas por estes elementos raspadores no elemento filtrante, se o elemento filtrante se flectir por influência da alta pressão do material a filtrar, cuja pressão pode atingir 300 bar ou mais. O desalinhamento dos elementos filtrantes garante que as partes do material que são feitas passar através dos intervalos entre elementos raspadores adjacentes, na régua de raspadores adjacentes que avançam, sejam recolhidos pelos elementos da régua de raspadores seguintes. Por razões de segurança, deve proporcionar-se respectivamente um recobrimento suficiente, pois caso contrário, formam-se zonas com a forma de anel constituídas por impurezas que não conseguem deitar-se fora. Na realidade, seria possível subdividir a régua dos raspadores em elementos que se ligam mutuamente de maneira isenta de intervalos, embora pudessem então imobilizar-se nos sítios de transição entre dois elementos de raspadores mutuamente adjacentes partículas sólidas, como por exemplo, lascas de vidro que 7

não podem soltar-se durante a rotação da régua de raspadores e são sejjhpre transportados de novo em círculo. A consequência seria um desgaste com a forma de anel circular no elemento filtrante. No entanto, se entre os elementos individuais de um percurso existir respectivamente uma distância, então as partículas sólidas podem passar entre dois elementos através dos intervalos e, mais tarde, por acção conjunta com as ranhuras das zonas não perfuradas do elemento filtrante, ser transportadas para o canal de descarga.

Possui um grau de rendimento particularmente elevado, uma construção em que o canal de alimentação está disposto entre dois elementos filtrantes com forma de discos, os quais estão dispostos paralelamente, um em relação ao outro, e são cobertos pelos raspadores, os quais estão dispostos juntos, num de ambos elementos filtrantes sendo suportados entre os elementos filtrantes preferencial mente os suportes dos raspadores, igualmente com a forma de discos. Uma construção desse tipo pode ser construída no canal de saída, cem um único parafuso sem-fim para a descarga, registando contudo a desvantagem de os resíduos poderem fluir directamente para o sem-fim, somente a partir de em ambos os discos filtrantes. A partir dos outros discos filtrantes os resíduos teriam de passar através de aberturas dos suportes dos raspadores, os quais estão separados uns dos outros, por intermédio de normas de tipo radial. O desvio para os resíduos constituídos fundamentalmente por material sólido é difícil de obter a não são realizados níveis de espessamento intenso com uma forma de construção deste tipo. Torna-se mais eficaz, a partir daí, no âmbito da invenção, atribuir a cada um de ambos os elementos filtrantes, um segmento de parafuso sem-fim, sendo que ambos os segmentos de parafusos sem-fim requerem sentidos opostos, uns em relação aos outros. Com isto, evita-se o desvio dos resíduos acima mencionado. Quando é atribuído um controlo de temperatura a pelo menos um de ambos os segmentos do sem-fim, o material produz uma influência nas proporções existentes no material distribuído, por intermédio de uma regulação de temperatura do material plástico. Caso se confirme, por exemplo, que um lado do sem-fim pode conter até mais 10% em material plástico, na descarga, é então 8 possível alcançar este lado, por intermédio de um controlo da temperatura, para que se verifique em espessamento no material de descarga, deste lado, de modo que as porções de material plástico no material descarregado, de tal lado, possam ser minimizadas. Deste modo, as saídas ficam equiparadas em ambos os lados.

Um outro ponto de vista importante refere-se ao facto de ter sido necessário tomar previdências para que as partes sólidas transportadas pelos raspadores para o canal de saída, sejam seguramente admitidas pelo sem-fim disposto no canal de saída. Seria ideal que as passagens do sem-fim formassem uma continuação das arestas dos raspadores. Contudo tal torna-se difícil de realizar na prática, uma vez que existem, em regra, uma multiplicidade de arestas dos raspadores, tendo por consequência um igual número de passagens do sem-fim, sendo que tais passagens do sem-fim são muito próximas umas das outras. Isto iria dificultar a admissão do material pelos parafusos sem-fim. A partir daqui, deve prever-se a obtenção de um dispositivo que alcance o material transportado a partir das arestas dos raspadores para a zona do sem-fim, sempre num espaço intermédio entre as passagens do sem-fim, adjacentes entre si. O número de passagens do sem-fim é, a partir daqui, o mais próximo possível do número de arestas do raspador, sendo inferior, regra geral.

Na zona do filtro com orifícios, os elementos de raspagem são suportados adequadamente, de modo flexível, permanecendo aí sob pressão, nas zonas circulares do filtro e respectivamente nos discos do filtro. A pressão pode ser levada a cabo por meio de elementos flexíveis (de modo) podendo ser contudo, adicionalmente ou alternativamente ser também levada a cabo por meio de pressão do material admitido, e respectivamente, através da diferença de pressão entre o lado de corrente de entrada e o lado da corrente de saída do filtro. Tal diferença de pressão pode suportar sensivelmente 100 bar. Na zona que não possui orifícios da parte circular do filtro e respectivamente do disco do filtro, os raspadores podem consistir, pelo contrário, em elementos rígidos dispostos a partir 9 9

----VAÂI do suporte dos raspodores, por exemplo num raspador plano disposto de rígido num disco do suporte do raspador. O elemento filtrante, para um dispositivo de acordo com a invenção, do tipo que é descrito, refere-se a uma forma de construção com uma zona isenta de orifícios ligada a uma zona com orifícios. Um elemento filtrante deste tipo caracteriza-se pelo facto dem na zona isenta de orifícios, do lado de admissão do elemento filtrante, existirem ranhuras, cuja direcção se cruze com a direcção das arestas de raspagem dos raspadores que passam por tais ranhuras. Preferencialmente, a zona isenta de orifícios possui uma maior espessura das paredes do que a zona dobrada de orifícios.

Nos desenhos estão representados esquematicamente exemplos de realização da invenção. A fig. 1 representa um corte axial de um primeiro exemplo de realização. A Fig. 2 representa o pormenor assinalado por II na Fig. 1 em corte, em escala ampliada. A Fig. 3 é um corte axial através dum outro exemplo de realização e a Fig. 4 representa o pormenor em corte, designado por IV na Fig. 3, em escala ampliada. A Fig. 5 representa um corte axial através de um terceiro exemplo de realização. A Fig. 6 é um corte segundo a linha VI-VI da Fig. 5 através do disco de suporte dos raspadores. A Fig. 7 é um corte segundo a linha VII-VII da Fig. 6 em escala ampliada. A Fig. 8 representa uma variante de realização da Fig. 7. A Fig. 9 representa o mesmo que a Fig. 6, em pormenor e em escala ampliada. A Fig. 10 representa um corte segundo a linha X-X da Fig. 9 e a Fig. 11 representa uma variante, em relação à Fig. 9.

Na forma de realização de acordo com as Figuras 1 e 2, o dispositivo tem uma carcaça cilíndrica vazia 1, que é formada com paredes de tal forma espessas que pode resistir às elevadas pressões do material plástico a filtrar (cerca de 300 bar). No espaço vazio cilíndrico 2 da carcaça está montado um elemento filtrante 3 essencialmente cilíndrico vazio, de maneira a poder rodar em torno do seu eixo longitudinal 4. Está ligado a um veio .5 de maneira rígida à rotação, o qual é 10

accionado de modo a rodar em torno do eixo longitudinal 4 por meio dar um motor não representado. O material plástico termoplástico plastificado a filtrar é alimentado através de pelo menos um canal de alimentação 6 que convenientemente se prolonga radialmente no espaço vazio 2 do lado exterior do elemento filtrante 3. O filtrado que pode passar através dos finos orifícios de filtração 7 (Fig. 2) do elemento filtrante 3, atinge o espaço interior 8 do elemento filtrante 3 e daí escorre para, pelo menos, um canal de saída 9, convenientemente dirigido no sentido radial que liga a uma extremidade anterior 10 aberta do elemento filtrante e descarrega lateralmente o material a partir da carcaça 1. Evidentemente, caso assim se pretenda, a descarga do filtrado pode também realizar-se na direcção do eixo longitudinal 4. Os resíduos retidos pelo elemento filtrante 3, ou seja as impurezas da massa de plástico termoplástico alimentado são raspados da superfície exterior do elemento filtrante, por intermédio de raspadores 11. Os raspadores 11 são montados de tal maneira que, por rotação do elemento filtrante 3 em volta do seu eixo longitudinal, se verifique um transporte dos resíduos em direcção a um canal de descarga 12, em que está montado um parafuso sem-fim que é formado por espiras helicoidais montadas no veio 5 e transporta os resíduos em direcção a uma abertura de descarga 15, que sai lateralmente a partir dum prolongamento 14 da carcaça 1. No veio 5 é ainda prevista uma rosca 16 com uma inclinação, em sentido contrário à inclinação do parafuso sem-fim 13 que serve como vedação. O elemento filtrante 3 (Fig. 2) consiste num cilindro oco 17, de preferência uma chapa com os rebordos unidos de maneira a formar um cilindro oco em que são feitos finos orifícios 7, preferivelmente perfurações com laser. Para poder suportar a pressão do material a filtrar alimentado, este cilindro oco 17 no seu lado interior apoia-se por meio dum rorpo cilíndrico de apoio 18 que possui as perfurações 19 que convenientemente, não se prolongam contudo obrigatoriamente, de maneira radial, e cujo diâmetro é essencialmente maior do que o dos finos orifícios de filtração 7 de tal modo que, respectivamente, vários orifícios de filtração 7 desembocam numa perfuração 19. Os orifícios de filtração 7 \JL>C4 ou as perfurações 19 que se encontram por trás no sentido da corrente do filtrado formam uma zona com orifícios 20 (Fig. 1) do elemento filtrante 3, em que se encaixa uma zona isenta de orifícios 21, que é formada por um prolongamento do elemento filtrante 3 ou do copo de apoio 18. Como mostra a Fig. 2, por razões construtivas, a montagem é feita de tal modo que a zona isenta de orifícios 21 é essencialmente formada completamente pelo corpo de apoio 18 que no seu rebordo exterior tem um assentamento 22, em que é inserido o cilindro oco 17 e fixado por meio de um cordão de soldadura 23. Naturalmente, o cilindro oco 17 pode ser fixado no corpo de apoio 18, também nas outras superfícies de contacto. Desta forma, o cilindro oco 17 pode não só apoiar-se suficientemente mas também ser arrastado seguramente, mediante rotação em torno do eixo longitudinal 4. Como mostra a Fig. 1, o corpo de apoio 18 pode converter-se no veio S formando uma única peça, e formar com uma parede que se prolonga de maneira essencialmente radial, o fechamento do espaço interior 8 na direcção axial.

Na área da zona isenta de orifícios 21 também são colocados raspadores 11. Convenientemente, os raspadores 11 são respectivamente dotados com arestas de raspagem 24, por meio das quais as impurezas são raspadas da superfície exterior do elemento filtrante. Os raspadores 11 ou as arestas de raspagem 24 são dispostos ao longo de uma linha helicoidal com inclinação constante, embora subdivididos em elementos raspadores individuais 25, cada um dos quais é assente de modo encurvado na carcaça 1, embora de maneira a não poder rodar. Para esse efeito, cada elemento raspador 25 possui no seu rebordo exterior dois pernos 26 que se prolongam paralelamente os quais são inseridos em correspondentes furos 27 da carcaça e são aí apertados de modo encurvado, por meio de molas 28. Este apoio por meio de molas de cada elemento raspador 25 pode ser reforçado ou substituído por uma compressão do elemento raspador 25 no cilindro oco 17, sob a influência da pressão do material plástico alimentado, pressão essa que actua radialmente a partir de fora sobre o elemento raspador 25. Na área da zona isenta de orifícios 21, pode faltar um apoio com acçâo de mola 12

dos elementos raspadores 25, porque nesta zona nunca chega a acontecer qu^ a massa residual aí já essencialmente espessada tenha de ser transportada com segurança, em direcção ao canal de descarga 12. Para isso, a zona isenta de orifícios 21 ou o corpo de apoio 18 que a forma, possui ranhuras 29 na sua superfície exterior, cuja direcção se cruza com cada uma das arestas de raspagem 24 dos elementos raspadores 25 que passam por cima, de tal maneira que, com o movimento relativo entre os elementos raspadores 25 e as ranhuras 29, se verifica um transporte reforçado dos resíduos na direcção do canal de descarga 12. Isto realiza-se devido ao facto de as ranhuras 29 servirem de contraforte para a massa de resíduo, de maneira que a posição inclinada das arestas de raspagem 24 dos elementos raspadores 25 fortalece esta acção. A secção transversal de cada ranhura 29 é aproximadamente em forma de dente de serra em que o flanco mais inclinado está voltado para o canal de descarga 12. As ranhuras 29 podem, bem como os elementos raspadores 25 colocados em séries, que se prolongam segundo linhas espirais, rodar ao longo de linhas espirais em volta do rebordo da zona 21, isenta de orifícios. Elas podem igualmente ser interrompidas quando observadas na direcção do rebordo do corpo de apoio 18, de modo semelhante ao aperfeiçoamento dos elementos raspadores 25.

Para poder manter as condições de temperatura pretendidas durante o funcionamento dos dispositivos, prevê-se, por fora da caraça 1, um dispositivo de aquecimento 31 com a forma de uma fita de aquecimento e, na zona do parafuso sem-fim 13 no prolongamento 14 da carcaça 1, alhetas de arrefecimento 32, assim como um dispositivo de arrefecimento 33.

Na forma de realização representada na Figura 1, o comprimento da zona com orifícios 20 medido na direcção axial é igual a cerca do dobro do comprimento da zona sem orifícios 21, medido na mesma direcção. A colocação da zona não perfurada 21 não provoca nenhum enriquecimento da massa de resíduo que sai através da abertura de descarga 15, na proporção de 13

plástico utilizável. Pelo contrário, na zona isenta de orifícios acumula-sç uma massa espessada que já é essencial mente isenta de proporções de plástico. As proporções de plástico que ficaram nesta massa são transportadas para trás, para a zona perfurada 20, e são aí tornadas utilizáveis pelos orifícios de filtração 7. A acção de desgaste reforçado da massa espessada na zona isenta de orifícios 21 não tem qualquer influência prejudicial, porque uma deformação das ranhuras 29 por acção do desgaste não tem essencialmente influência sobre o funcionamento, e a espessura aumentada na direcção radial do material da zona isenta de furos 21 (corpo de apoio 18) evita que apareçam aí fracturas provocadas por fenómenos de desgaste.

Na forma de realização de acordo com as Figs. 3 e 4, o elemento filtrante 3 é atravessado pelo filtrado de dentro para fora, ao contrário das formas de realização de acordo com as Figs. 1 e 2. Neste caso, o canal de alimentação 6 desemboca convenientemente por intermédio de um espaço de distribuição com a forma de anel 62, no espaço interior cilíndrico 8 do elemento filtrante 3 cilíndrico oco, em que também são montados os elementos raspadores 25. Na área da zona perfurada 20, e imediatamente na sua vizinhança, estes elementos raspadores 25 são apertados na superfície interior do elemento filtrante 3 com acção de mola. Para esse efeito, os elementos raspadores 25 são respectivamente dotados, no seu lado interior, com pernos radiais 34 que, nas suas extremidades, possuem êmbolos 35 que são guiados de maneira vedada em perfurações radiais 36 de uma parte média central do veio 37. Esta parte média do veio 37 é inserida numa perfuração axial 38 do veio 5 e ligada com ela de maneira rígida, em relação à possibilidade de rotação. Os êmbolos 35 são submetidos a pressão por meio de um meio hidráulico que se encontra num espaço médio sob pressão 39 central, podendo esta pressão ser provocada por uma mola 40 que actua sobre esse meio, por intermédio de um êmbolo 41 ou por intermédio duma fonte central sob pressão exterior, que não está representada.

Enquanto na forma de realização de acordo com as Figs. 1 e 2, o elerrtento filtrante 3 é feito rodar e os raspadores 11 são montados na carcaça I, de maneira a não poderem rodar, na forma de realização de acordo com as Figs. 3 e 4, a disposição é inversa: nesta, os raspadores 11 ou os elementos raspadores 25 que os formam são feitos rodar por meio do veio 5 e o elemento filtrante 3 fixado na carcaça 1 está imóvel. O elemento filtrante 3 é rodeado por uma câmara de recolha 42 cilíndrica para o filtrado, a qual está em ligação com o canal de saída 9.

Como é evidenciado na Fig. 3, os elementos raspadores 25 representados à direita na zona 21 não se apoiam de maneira encurvada no veio 5, mas estão fixados neste de maneira rígida. Como já se mencionou, a razão disso reside no facto de, na zona isenta de orifícios 21 para a evacuação da massa de resíduos espessada em cooperação com as ranhuras 29, deixar de ser necessário o apoio dos elementos raspadores com acção de mola. Na Fig. 4 é mais nitidamente visível a colocação das ranhuras 29 na camisa interna da zona 21 isenta de orifícios.

Na forma de realização de acordo com as Figs. 3 e 4, diferentemente da forma de realização de acordo com as Figs. 1 e 2, o elemento filtrante 3 incluindo a zona isenta de orifícios 21, é feito como uma peça única. Entre os orifícios individuais 7 que convenientemente são formados com uma secção transversal que se alarga para fora, são previstas alhetas de reforço 43 que formam o apoio necessário do elemento filtrante 3 contra a pressão do meio alimentado para ser filtrado. Estas alhetas de reforço 43 têm a mesma robustez que o segmento 44 cilíndrico oco que forma a zona isenta de orifícios, em cuja superfície da camisa interior são colocadas as ranhuras 29. A forma e a secção transversal das ranhuras, assim como dos elementos raspadores 25 que actuam sobre elas, podem ser escolhidas analogamente à forma de realização de acordo com as Figs. 1 e 2; apenas, em consequência do atravessamento do elemento filtrante 3 em sentido contrário, o parafuso sem-fim montado no canal de descarga 12 está ligado de maneira rígida em relação à rotação com o veio 5, que forma um suporte rotativo 15 VJLÁ^sd—>> dos raspadores 45, e não como na forma de realização de acordo com as Figs.^1 e 2, com o elemento filtrante 3. O sentido de rotação do veio 5 (seta 65) e, por consequência, de rotação dos elementos raspadores 25, é escolhido de tal modo que o transporte pretendido das impurezas raspadas do elemento filtrante 3 se efectue para o canal de descarga, transporte esse que, como se menciona, é favorecido pelas ranhuras 29. O espaço vazio 2 não deve ter em todo o lado a mesma espessura medida na direcção radial. Como a Fig. 3 mostra, a parede interior 63 da carcaça 1 que limita externamente o espaço vazio 2 pode prolongar-se de maneira cónica, de modo insignificante, em direcção ao canal de descarga 12. Esse facto tem como consequência que o volume da massa de resíduos descarregada por unidade de tempo na zona 21 seja menor do que o volume da massa do meio a filtrar alimentada por unidade de tempo através do canal de alimentação 6, porque o filtrado já foi retirado através dos orifícios 7 do elemento filtrante 3.

Na forma de realização de acordo com as Figs. 5 a 10, são colocados na carcaça 1 dois elementos filtrantes 3 formados por discos planos paralelos um ou outro. Ambos os elementos filtrantes são mantidos mutuamente rígidos na carcaça 1 e de maneira a não poderem rodar. O canal de alimentação 6 desemboca no espaço entre os dois elementos filtrantes 3 em que se encontra um suporte dos raspadores plano 45, que está ligado de maneira rígida em relação à rotação com um veio 5 que atravessa a carcaça 1. O suporte dos raspadores 45 transporta os raspadores 11 nele montados ao longo de trajectos encurvados. Os elementos filtrantes 3 têm a forma circular e, na zona exterior (zona com orifícios 20), estes elementos filtrantes têm a forma de discos com finos orifícios. A disposição pode, neste caso, ser como a Fig. 2 mostra, isto é, um disco de filtração de paredes finas possui os orifícios de filtração finos 7 e é apoiado por uma placa de apoio 18 mais espessa dotada com perfurações 19 essencialmente mais grosseiras. É todavia também possível, como mostra a Fig. 10, proporcionar-se apenas uma chapa que forma o próprio elemento filtrante 3 com parede proporcionalmente fina, cujos 16 furos de filtração 7 possuem secções transversais que aumentam o sentido de passagem do filtrado, cujos eixos 46 são inclinados em relação ao plano da placa filtrante segundo um ângulo que, na forma de realização representada, é igual a cerca de 60°, embora preferivelmente possa estar compreendida entre 50 e 80°. Esta inclinação dos eixos dos furos 46 facilita a libertação dos corpos de impurezas, dos quais um está esquematicamente indicado por 48, tendo sido captados nos orifícios de filtração 7, e protege a aresta de corte 59 dos orifícios de filtração contra o desgaste. Adicional mente, como mostra a Fig. 9, os eixos das perfurações 46 podem ser inclinados em relação à direcção radial 64 de acordo com um ângulo , que preferivelmente está compreendido entre 30 e 90° e não deve ser igual para todas as perfurações de filtração. Em casos extremos, este ângulo pode também ser igual a 0o, como mostra a Fig. 11. Para esse efeito, deve simplesmente procurar-se que as arestas de raspagem 24 dos raspadores 11 no seu movimento de rotação (seta 66) fiquem inclinadas em relação a um eixo da perfuração 46, de tal modo que a partícula de impureza 48 (Fig. 10) que eventualmente assenta no rebordo do orifício de filtração 7 seja retirada do orifício 7 e não seja empurrada para dentro deste. Como as Figs. 9 e 7 mostram, a inclinação dos orifícios de filtração 7, caso assim se pretenda, pode ser dirigida nos dois sentidos em relação à direcção radial 64, muito embora como regra geral se escolha a inclinação apenas num sentido.

Na área da zona com orifícios 20, de cujos orifícios 71 nas Figs. 9 e 11 são representadas apenas três por uma questão de simplicidade, os raspadores 11 são distribuídos por elementos raspadores 25 que ficam distanciados uns dos outros. Estes elementos raspadores 25, como mostra a Fig. 6, são colocados de tal maneira que, observando na direcção da periferia do elemento de filtrante 3, entre dois elementos raspadores 25 aparece um elemento 25 da série de raspadores encurvada precedente, em que, por razões de segurança, existe respectivamente um certo recobrimento. Por consequência, garante-se que as partículas sólidas possam realmente passar entre os intervalos 49, embora sejam apanhadas pelo elemento raspador 25 da série subsequente de elementos raspadores. Por 17

\JLA‘ consequência, garante-se que as partículas sólidas sejam transportadas de maijéira segura em direcção ao canal de descarga 12 (Fig. 6).

Na área central do elemento filtrante 3 de forma circular proporciona-se uma zona isenta de orifícios 2 com a espessura da parede reforçada. A ligação da zona com orifícios 20 à zona isenta de orifícios 21, como mostram as Figs. 9, 10 e 11, pode realizar-se com um cordão de soldadura 50, inserindo a chapa filtrante num assentamento 51 da placa 52 com a forma circular que forma a zona isenta de orifícios 21 e é aí soldada. Na superfície 53 desta placa 52 voltada para os raspadores 11 são introduzidas as ranhuras 29, cuja direcção se cruza com as das arestas de raspagem 24. A secção transversal com a forma de dente de serra das ranhuras 29 é visível na Fig. 10. Como mostra a Fig. 6, a direcção da ranhura 29 é respectivamente inclinada em relação à direcção radial 64 segundo um ângulo γ (Fig. 9), ângulo esse que diminui de fora para dentro de maneira correspondente ao andamento encurvado da ranhura 29. No entanto, as ranhuras 29 podem também prolongar-se linearmente, sendo apenas importante que as ranhuras 29 se cruzem respectivamente com os percursos dos elementos raspadores 25 de tal modo que as ranhuras 29 contribuam para transportar as impurezas para o centro do elemento filtrante, ou seja, para o canal de descarga 12.

Esta zona 21 isenta de orifícios é também actuada pelos raspadores 11, muito embora estes raspadores 11 não sejam subdivididos em elementos individuais 25 na área da zona isenta de orifícios 21; no entanto, caso isso se pretenda, pode realizar-se. É conveniente que o número dos raspadores 11 contado na direcção da periferia na área das zonas isentas de orifícios 21 seja igual ao número das ranhuras 29 aí existentes. Os raspadores 11 com a forma de régua fixados no disco de suporte dos raspadores 45, que são montados na zona isenta de orifícios 21, em geral, não se apoiam em forma de mola no suporte dos raspadores 45 como é o caso dos elementos raspadores 25 da zona com orifícios 20, mas estão fixados rigidamente no suporte dos raspadores 45. No entanto, pode também prever-se para a zona isenta de perfurações 21 um apoio dos rasp(adores com acção de mola.

Como se menciona, os elementos raspadores 25 da zona com orifícios 20 e os raspadores 19 da zona isenta de orifícios 21 transportam os resíduos em direcção a um canal de descarga 12, em que são colocados dois parafusos sem--fim 13, sendo ambos accionados pelo veio 5, e sendo um dos quais colocado respectivamente num dos dois elementos filtrantes 3 e retirando as impurezas raspadas por este elemento filtrante; As direcções de ambas as sem-fim 13 são levadas a cabo em sentidos opostos entre si, através de dois orifícios de descarga 15 do lado exterior de carcaça 1. A presente invenção possui, perante um sem-fim de descarga 13 único, a vantagem de as impurezas raspadas e espessadas não terem de passar através de uma abertura central do disco de suporte do raspador 45. O sentido do transporte de saída das impurezas é dado a perceber na figura 5, por intermédio da seta 54. Pelo menos, num dos dois parafusos sem-fim 13 pode ser montado um controlador de temperatura, por exemplo, um dispositivo de aquecimento e/ou de arrefecimento para se obter um transporte uniforme nos dois lados. É conveniente ajustar a colocação de tal maneira que exista um acerto entre as extremidades interiores da série de raspadores 11 e os espaços vazios entre espiras adjacentes 55 (Fig. 6) do parafuso sem-fim 13, de tal modo que as séries de raspadores se encontram sempre num espaço vazio entre duas espiras adjacentes 55. Para esse efeito, é conveniente que o número de espiras do parafuso sem-fim 55, que ficam na área das séries de raspadores 11, seja escolhido por forma a ser menor, ou no máximo igual ao número das séries de raspadores 11. A partir da Fig. 7, é evidente que a proporção entre a largura b de cada ranhura 29 e a sua profundidade t é aproximadamente igual a 4:1. Esta proporção, na maior parte das vezes, fica compreendida entre 2:1 e 6:1, de preferência, entre 19 \JLA^ 3:1 e 5:1. Na Fig. 7 é também visível uma variante da fixação da zona cfcm orifícios 20 na zona isenta de orifícios 21 e, na realidade, o corpo de apoio 18 com a forma de placa para a chapa de filtração 56, dotada com os orifícios de filtração finos é dotado com um prolongamento 57 que forma um assentamento em que a placa, em que são introduzidas as ranhuras 29, é inserida e fixada na chapa de filtração 56, por meio de rebites 56. A Fig. 8 representa uma variante de realização em que o fechamento da zona 21 isenta de orifícios junto da zona com orifícios 20 se realiza por meio de um cordão de soldadura 50 de maneira semelhante à Fig. 10. Pode ainda ver-se na Fig. 8 que a secção transversal das ranhuras 29 pode também ser aproximadamente rectangular.

Lisboa, 1 3 SET.

Dra. Maria Silvina Ferreira

ANA SILVA CARVALHO Adjunto

Agente Oíicial do ~r'. Jodo Industrial R. Castilho, 50-5? - -163 LISBOA

Talefí. 2» 851339 - 2138150 50

Claims

1

REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para a filtração do material termoplástico plastificado, compreendendo uma carcaça (1) com pelo menos um canal de alimentação (6) para o material a filtrar, através do qual este material é transportado até ao lado de alimentação de pelo menos um elemento filtrante (3) em que o filtrado passa através de finos orifícios de filtração (7) e, a partir do lado de descarga do mesmo, chega pelo menos a um canal de saída (9) que sai da carcaça (1) e em que o lado da alimentação do elemento filtrante (3) é aberto por arestas de raspagem (24) de raspadores (11) com movimento relativamente ao elemento filtrante, (3) os quais transportam os resíduos ao longo da superfície superior do elemento filtrante (3) até pelo menos um canal de descarga (12) e em que, no sentido de descarga dos resíduos, na zona do elemento filtrante (20) dotada de orifícios de filtração (7) encaixa uma zona isenta de orifícios (21), que é igualmente aberto pelos raspadores (11), caracterizado pelo facto de, na superfície (53) da zona isenta de furos (21) voltada para os raspadores (11), existirem ranhuras (29) cuja direcção se cruza com a direcção das arestas de raspagem (24) dos raspadores (11) que actuam por cima destas ranhuras (29), de tal maneira que a massa espessada que se encontra por cima da zona (21) isenta de furos é transportada reforçadamente para o canal de descarga (12).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a zona (21) isenta de orifícios do elemento filtrante (3) possuir uma maior espessura da parede do que a zona (20) dotada de orifícios de filtração (7).

3. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de a proporção do comprimento da zona (21) isenta de orifícios, medido na direcção de descarga dos resíduos para o comprimento da zona (20) dotada com orifícios de filtração (7), medido na mesma direcção, estar compreendida entre 0,5 : 1 e 1 : 1. 2

4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de os eixos (46) dos orifícios de filtração (7) serem inclinados na direcção de descarga dos resíduos, preferivelmente segundo um ângulo α de 50 a 80°, em relação à superfície (53) do elemento filtrante (3).

5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de o raspador (11) e/ou as ranhuras (29) se deslocarem ao longo de percursos encurvados, por exemplo, semelhantes a espirais.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de as ranhuras (29) se deslocarem efectuando percursos encurvados em sentido contrário aos raspadores (11).

7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de os raspadores (11) actuam de encontro a um parafuso sem-fim (13) colocado no canal de descarga (12) em que o número de espiras do parafuso sem-fim é igual ou menor do que o número dos raspadores (11).

8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de as ranhuras (29) terem a secção transversal semelhante a um dente de serra, cujo flanco mais inclinado (30 fica no lado de descarga do raspador (11).

9. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de a proporção entre a largura das ranhuras (29) e a profundidade das ranhuras (29) estar compreendida entre 2 : 1 e 6 : 1, preferivelmente entre 3 : 1 e 5 : 1. 3 7·Ι

10. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caractefízado pelo facto de as ranhuras (29) se prolongarem obliquamente em relaçao ao eixo do canal de descarga (12).

11. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo facto de os raspadores (11) serem apertados apenas na zona (20) com orifícios do elemento filtrante (3), preferivelmente por meio de molas (28) e/ou pela pressão do material plástico alimentado.

12. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo facto de o elemento filtrante (3) ter a forma de disco, preferivelmente com a periferia circular ou por ser cilíndrico.

13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo facto de, no elemento filtrante (3) com a forma de disco, a alimentação do material plástico se realizar a partir da periferia, e de o canal de descarga (12) ser colocado no centro do elemento filtrante (3), em que no canal de descarga (12) é colocado um parafuso sem-fim (13) para o transporte dos resíduos.

14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de os eixos (46) dos orifícios de filtração (7) da zona dotada com orifícios (20) serem inclinados relativamente à direcção radial do elemento filtrante (3), preferivelmente de um ângulo (β) de 30 a 95°, em que esta inclinação é eventualmente dirigida nos dois sentidos.

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo facto dc o canal de alimentação (6) estar disposto entre dois elementos filtrantes (3), com a forma de disco (3) que estão colocados paralelamente um ao outro e são cobertos por raspadores (11) que são transportados por um suporte dos raspadores (45) de preferência também igualmente com a 4 xjla: forma de disco, colocado entre os elementos filtrantes (3) conjuntamente por um dos dois elementos filtrantes (3).

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de em cada um dos dois elementos filtrantes (3), ser colocado um troço especial do parafuso sem-fim, em que as duas partes do parafusos sem-fim (13) actuam em sentidos contrários.

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo facto de, pelo menos, num dos dois troços do parafuso sem-fim (13) ser colocado um regulador de temperatura.

18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo facto de os dois troços do parafuso sem-fim (13) serem acoplados mutuamente de maneira a ficarem fixos, contra a rotação e serem accionados por um motor comum.

19. Dispositivo de acordo com uma das reivindicação 1 a 18, caracterizado pelo facto de os raspadores (11) serem colocados ao longo de percursos de comando com a forma de régua, embora para cada percurso sejam subdivididos em elementos raspadores (25) que ficam distanciados uns dos outros, em que os intervalos (49) que ficam entre elementos raspadores (25) adjacentes estão desalinhados, uns relativamente aos outros, quando observados no sentido de rotação dos raspadores (11) ou respectivamente do elemento filtrante (3).

20.Elemento filtrante para um dispositivo destinado à filtração de material termoplástico plastificado, possuindo um cilindro oco (17), qual compreende uma zona dotada de orifícios (20), com orifícios de filtração (7), e estando apoiada no seu lado de descarga que se forma a partir do lado interior, através de um corpo He sustentação (18), igualmente cilindro, 5

/' possuindo orifícios (19), cujo o diâmetro é superior a qualquer orifícios de , filtração (7), sendo aberto numa das suas extremidades, sendo fechado na sua outra extremidade, sendo que o corpo de sustentação (18) está dotado de uma extensão axial, o qual compreende na zona dotada de orifícios (20) uma zona isenta de orifícios (21) e um sem-fim (13), ou uma ligação rotativa a um veio (5), caracterizado pelo facto de, no lado de descarga de zona isenta de orifícios (21) existirem ranhuras (29), as quais se encontram inclinadas em relação ao eixo da extensão.

21. Elemento filtrante para um dispositivo destinado à filtração de material termoplástico plastificado, possuindo um cilindro oco (17), compreendendo uma zona com orifícios (20) possuindo orifícios de filtração (7), e estando apoiado no seu lado de descarga, formado a partir do seu lado exterior, por intermédio de um corpo de sustentação (18), o qual compreende orifícios (19), cujo diâmetro é maior do que qualquer um dos orifícios de filtração (7), caracterizado pelo facto de, o corpo de sustentação (18) estar dotado de uma extensão axial, a qual compreende encaixada na zona dotada de orifícios uma zona isenta de orifícios (21) onde são previstas ranhuras (29) no lado de admissão, constituído a partir do seu lado interior, ranhuras estas que se apresentam inclinadas em relação ao eixo da extensão.

22. Elemento filtrante em forma de disco, para um dispositivo destinado à filtração de material termoplástico plastificado, em que o disco possui orifícios de filtração (7) e está apoiado no seu lado de descarga, por intermédio de em corpo de sustentação (18), o qual compreende orifícios (19), cujo diâmetros são superiores a qualquer um dos orifícios de filtrante (7), caracterizado pelo facto de o disco compreender, apenas na sua zona exterior radial, uma zona (20) com orifícios de filtração (7), contra a qual é visível na zona central do disco, uma zona isenta de orifícios (21), nas

6 quais são introduzidas ranhuras (29) do lado de admissão, cuja direcção é inclinada em relação ao sentido radial do disco.

23. Elemento filtrante, conforme as reivindicações 20, 21 ou 22, caracterizado pelo facto de a zona isenta de orifícios (21) possuir uma espessura maior do que a zona dotada de orifícios (20).

Lisboa, 1 3 SI!. Z001 Dra. Maria Silvina Ferreira

Adjunto ANA SILVA CARVALHa Agente Oficial -is ?r 'vk Industrial R. Castilho. 50-51 - loJ -163 LISBOA lekfs.213651339 - 2136150^