BR112019008923B1 - Separador, triturador e método para separar uma mistura de material sólido e gasoso - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a um separador (10) com um compartimento do separador (20), uma roda do separador (30) que apresenta um eixo de rotação (X) disposto no compartimento do separador (20) e um anel de pá guia (50) disposto no compartimento do separador (20), sendo que no sentido radial (R) vertical ao eixo de rotação (X) entre o anel de pá guia (50) e o compartimento do separador (20) é previsto um espaço anular (26). Para o aprimoramento da precisão de separação é previsto que haja entre o anel de pá guia (50) e uma tampa (24, 36), no sentido vertical, uma lacuna anular periférica (28).

Description

[0001] A presente invenção se refere a um separador, um triturador com um separador e um método para separar uma mistura de material sólido e gasoso.

[0002] Por separação entende-se, geralmente, a separação de materiais sólidos de acordo com determinados critérios, como densidade de massa ou tamanho das partículas. O classificador de ar é um grupo de métodos de separação, nos quais é utilizado um fluxo gasoso, o denominado ar de separação, para alcançar essa separação. O princípio de atuação toque em que partículas muito finas ou pequenas são fortemente afetadas pelo fluxo gasoso e são transportadas como partículas brutas ou grandes.

[0003] Classificadores de ar são utilizados, por exemplo, para a classificação de pó de carvão ou outro produto de trituração de um triturador. O objetivo aqui é, após o processo de trituração, separar partículas que foram trituradas em tamanho suficientemente pequenos de partículas que precisam ser trituradas novamente. Esses dois grupos de partícula são denominados também como produto refinado e produto bruto. Basicamente, um separador também pode ser usado para a separação ou classificação de materiais sólidos de outras origens.

[0004] Há diferentes tipos de classificadores de ar. Um critério essencialmente decisivo é o tipo e modo como o material sólido a ser separado, a matéria-prima e o ar separador são introduzidos no separador. Assim, materiais sólidos e ar separador podem ser introduzidos separados ou juntos um do outro.

[0005] Um classificador de ar, no qual são inseridos material sólido e ar separador em conjunto é conhecido a partir do documento de patente US 2010/0236458 A1. O classificador de ar revelado é utilizado para a separação de pó de carvão. A mistura de pó de carvão e ar separador é admitida pela parte inferior, no compartimento do separador. O fluxo de volume de admissão da mistura de material sólido e gasoso flui completamente de fora para o interior de um anel de pá guia. O anel de pá guia apresenta uma pluralidade de elementos de desvio entre os quais a mistura é transportada para dentro. Os elementos de desvio são inclinados e fixados contra as horizontais em torno de 50 a 70°. No interior do anel de pá guia se encontra uma roda do separador. A roda do separador é acionada por meio de um rotor e apresenta uma pluralidade de lamelas que correm essencialmente verticais. Partículas muito finas, devido ao fluxo, e apesar da rotação da roda do separador, podem passar entre as lamelas da roda do separador e são sugadas, posteriormente para cima. Partículas maiores se chocam contra as lamelas, por esse motivo, são lançadas novamente e caem para baixo, por fim, devido à gravidade.

[0006] Em outros classificadores de ar as pás do anel de pá guia são dispostas verticalmente, como, por exemplo, no documento de patente WO 2014/124899 A1. As pás previstas nesse local podem ser retas ou curvadas. Classificadores de ar semelhantes são conhecidos a partir das brochuras EP 1 239 966 B1, EP 2 659 988 A1, DE 44 23 815 C2 e EP 1 153 661 A1. No caso do documento EP 2 659 988 A1 as lamelas são ajustáveis. No documento EP 1 153 661 A1 são utilizadas lamelas tanto verticais quanto horizontais, o que, no total, deve levar a uma compensação do fluxo.

[0007] Uma desvantagem dos classificadores de ar comuns, nos quais a matéria-prima e o ar separador são inseridos em conjunto, consiste em uma separação pobre entre produtos brutos e refinados, também denominada precisão de separação. Classificadores de ar com outros princípios de atuação nos quais, por exemplo, o sentido do fluxo do ar separador é transversal ao sentido da queda da matéria- prima, formam um redemoinho na matéria-prima, pelo que ocorre uma melhor separação entre produtos brutos e refinados. Nos classificadores de ar descritos acima, a mistura de matéria-prima e ar separador flui completamente pelo anel de pá guia e da forma mais homogênea possível pelo separador. Por isso, de forma crescente, ocorrem separações incorretas, nas quais, particularmente partículas finas caem sobre produtos.

[0008] O documento de patente WO 2014/124899 A1 procura solucionar esse problema por meio agrupamentos. Os conjuntos podem ser dispostos na área entre o anel de pá guia e a roda do separador, que também é indicada como zona de separação. O objetivo dos conjuntos é neutralizar um fluxo homogêneo e, assim, remoinhar a matéria-prima. Conjuntos levam, contudo, através da resistência adicional, a uma redução da eficiência dos separadores, que se evidencia, particularmente, em uma potência solicitada elevada ou em um baixo rendimento do separador.

[0009] O objetivo da invenção é aprimorar a precisão de separação de separadores, nos quais são inseridos em conjunto, matéria-prima e ar separador.

[0010] Esse objetivo é solucionado por um separador, de acordo com a reivindicação 1, por um triturador, de acordo com a reivindicação 14 assim como, por método para separação, de acordo com a reivindicação 15.

[0011] Aperfeiçoamentos vantajosos são objeto das reivindicações dependentes.

[0012] O separador de acordo com a invenção apresenta um compartimento do separador, no qual são dispostos uma roda do separador e um anel de pá guia. A roda do separador apresenta um eixo de rotação X. No sentido radial R vertical ao eixo de rotação X é previsto, entre o anel de pá guia e o compartimento do separador, um espaço anular e entre o anel de pá guia e a roda do separador, uma zona de separação.

[0013] O separador é caracterizado pelo fato de que entre o anel de pá guia e uma tampa no sentido vertical há uma lacuna anular periférica.

[0014] O eixo de rotação X corre, de forma preferida, em sentido vertical.

[0015] Genericamente, separadores são dispostos, normalmente, em pé. Por isso, são referidos, a seguir, com sentidos “verticais” paralelos ao sentido da força da gravidade. Como “horizontal” são referidos, correspondentemente, sentidos horizontais ao sentido da força da gravidade.

[0016] A lacuna anular une o espaço anular com a zona de separação.

[0017] A lacuna anular tem a vantagem de que o fluxo de volume de admissão pode ser separado. Um primeiro fluxo de volume parcial chega pela lacuna anular pela parte superior na zona de separação, um segundo fluxo de volume parcial flui através do anel de pá guia na zona de separação. Os dois fluxos de volume parciais se encontram na zona de separação, um sobre o outro, o que leva à formação de um redemoinho e, com isso, a uma melhor separação. Desse modo, pode ser aprimorada a precisão de separação.

[0018] A lacuna anular apresenta, de forma vantajosa, uma altura HR.

[0019] Em um aperfeiçoamento vantajoso, o anel de pá guia e/ou der tampa são móveis no sentido do eixo de rotação X de tal modo que a altura HR da lacuna anular seja ajustável. Desse modo, a quantidade do primeiro fluxo parcial ode ser ajustada. Assim, também a proporção entre o primeiro e o segundo fluxo de volume pode ser variada.

[0020] De forma preferida, a altura HR se encontra entre 50 mm e 1000 mm, de forma particularmente preferida, entre 200 mm e 1000 mm.

[0021] Por tampa pode se tratar de uma tampa do compartimento ou uma tampa do separador ou uma parte do conjunto na área da tampa do separador.

[0022] A tampa do compartimento é parte do compartimento do separador e fecha o compartimento do separador em uma extremidade superior. A tampa do compartimento é fixa no local durante a operação do separador. A tampa do compartimento pode ser curvada para cima, o que favorece o desvio do primeiro fluxo de volume parcial, na zona de separação.

[0023] De forma preferida, a tampa do separador é unida à roda do separador de tal modo que a mesma gire com a roda do separador. De forma vantajosa, por tampa do separador se trata apenas por um disco anular. A tampa do separador é disposta, de forma preferida, unida a uma roda superior do separador. Uma lacuna anular entre o anel da pá guia e a tampa do separador afeta de forma positiva a homogeneidade do fluxo no espaço anular. Desse modo, um pó de refluxo pode ser evitado ou reduzido no espaço anular.

[0024] De forma vantajosa, o espaço anular se estreita para cima. Através dos fluxos para dentro da mistura de material sólido e gasoso pelo anel de pá guia o fluxo de volume se reduz para cima, de modo que seja vantajoso reduzir a seção transversal do espaço anular de forma contínua, para cima, para permitir um fluxo uniforme do anel de pá guia. Isso é alcançado pelo estreitamento.

[0025] O espaço anular apresenta uma largura B. A largura B pode ser constante ou variar no sentido vertical. Na disposição do separador a proporção entre a largura B e altura HR pode ser afetada. Preferencialmente, a proporção B:HR se encontra entre 0,2 e 5, de forma particularmente preferida, entre 0,5 e 2. Em uma largura B não constante, o cálculo da proporção do valor médio da largura B deve ser consultado.

[0026] O anel de pá guia apresenta uma altura HL. De forma vantajosa, a proporção HL:HR se encontra entre 0,5 e 10, particularmente entre 2 e 5. Desse modo, chega matéria- prima suficiente tanto pelo anel de pá guia quanto pela lacuna anular na zona de separação.

[0027] O anel de pá guia apresenta, preferencialmente, pás verticais, que são dispostas distribuídas uniformemente pela circunferência do anel de pá guia. Demonstrou-se que as quantidades do segundo fluxo de volume parcial são ajustadas de forma mais simples e precisa, quando o anel de pá guia é equipado com elementos de desvio adicionais.

[0028] Preferencialmente, pelo menos entre duas pás guia verticais adjacentes, é disposto pelo menos um elemento de desvio, que apresenta pelo menos uma curvatura e/ou chanfro que indicam para baixo. Através da curvatura e/ou chanfro que indica para baixo é possível um redirecionamento controlado da mistura de material sólido e gasoso na zona de separação do separador. Por um chanfro entende-se uma seção reta chanfrada do elemento de desvio.

[0029] Preferencialmente, entre respectivamente duas pás guias verticais adjacentes é disposto pelo menos um elemento de desvio.

[0030] Uma outra vantagem desse elemento de desvio consiste em que, já dentro do anel de pá guia do fluxo da mistura de material sólido e gasoso, pode ser concedido adicionalmente um componente móvel direcionado para baixo na horizontal e/ou vertical. Isso leva, dentro da zona de separação, a um melhor processo de aderência do fluxo na roda do separador, o que eleva, novamente, a precisão de separação do separador.

[0031] Caso, em um separador, seja prevista uma pluralidade de elementos de desvio, então, os elementos de desvio podem ser idênticos ou diferentes entre si. De forma preferida, todos os elementos de desvio são idênticos, dentro de um separador, pelo que, podem ser reduzidos os custos de produção. Contudo, pode ser vantajoso utilizar elementos de desvio concretizados de forma diversa em um separador, para provocar diferentes efeitos em diferentes posições dentro do separador.

[0032] Características, que são descritas a seguir, referentes a um elemento de desvio, podem ser utilizadas também em outros elementos de desvio em uma e mesma modalidade de um separador de acordo com a invenção e de forma preferida em todos os elementos de desvio dessa modalidade.

[0033] De forma vantajosa, pelo menos um dos elementos de desvio se estende por toda a largura entre duas pás guias adjacentes. Desse modo, são evitadas áreas dentro do anel de pá guia, nos quais poderia ocorrer um fluxo de admissão descontrolado na zona de separação.

[0034] Em aperfeiçoamentos vantajosos é previsto que pelo menos um dos elementos de desvio se estenda do anel de pá guia para a zona de separação e/ou para o espaço anular.

[0035] Particularmente um prolongamento no espaço anular é vantajoso, visto que a mistura de material sólido gasoso, nesse caso, já no espaço anular encontre e seja desviada sobre os elementos de desvio.

[0036] Por meio disso, é possível desviar de forma muito eficiente uma parte da mistura de material sólido e gasoso para o segundo fluxo de volume parcial. Através do comprimento dos elementos de desvio que se projetam no espaço anular é possível ajustar a quantidade do segundo fluxo de volume parcial de forma ainda mais precisa. Assim, há duas possibilidades de ajuste para a proporção dos fluxos de volume parciais, a saber, pelo ajuste da largura da lacuna anular, por um lado, e pela disposição e configuração dos elementos de desvio, por outro lado. De forma correspondente à situação estrutural, por exemplo, também a um conjunto em um triturador, é possível, por meio disso, utilizar uma ou outra ou também ambas as possibilidades de ajuste.

[0037] Para permitir um desvio uniforme, pelo menos um dos elementos de desvio apresenta, no sentido radial R do anel de pá guia, pelo menos um uma seção parcial, um raio de curvatura que se modifica. De forma preferida, pelo menos um dos elementos de desvio no sentido radial R, por todo o comprimento, apresenta um raio de curvatura que se modifica.

[0038] De forma vantajosa, pelo menos um dos elementos de desvio apresenta uma extremidade radial interna com uma primeira seção da extremidade e/ou uma extremidade radial externa com uma segunda seção da extremidade. Os termos radial interna e radial externa se referem, nesse caso, ao anel de pá guia. O anel de pá guia apresenta, de forma preferida, uma forma básica cilíndrica. As seções da extremidade podem ser configuradas de diferentes modos e formas, o que é esclarecido em mais detalhes a seguir.

[0039] Uma seção da extremidade compreende, preferencialmente, menos que 40 %, particularmente, menos que 20 % do comprimento total de um elemento de desvio.

[0040] Em aperfeiçoamentos vantajosos do separador pelo menos uma das seções da extremidade é reta. Uma seção é reta, então, quando a mesma não apresenta qualquer curvatura. Essa modalidade é particularmente vantajosa na primeira seção da extremidade da extremidade radial interna. Na extremidade radial interna, a mistura de material sólido gasoso deve fluir no sentido da roda do separador e, nesse caso, da forma mais homogênea possível. A modalidade reta da primeira seção da extremidade favorece um fluxo homogêneo.

[0041] Seções de extremidade reta são preferencialmente chanfradas, ou seja, anguladas e formam, assim, chanfros.

[0042] De forma preferida, é disposta pelo menos uma das seções da extremidade horizontal. De forma particularmente preferida trata-se, nesse caso, da primeira seção da extremidade da extremidade radial interna. Isso também serve para criar um fluxo homogêneo no sentido da roda do separador.

[0043] Em aperfeiçoamentos vantajosos é previsto que pelo menos uma das segundas seções da extremidade ou de seu prolongamento tangencial corra em um ângulo α para uma horizontal H, sendo que é válido α > 20°. As segundas seções da extremidade são dispostas, respectivamente, em uma extremidade externa dos elementos de desvio. A mistura de material sólido e gasoso chega, no uso previsto, pela parte inferior, nos elementos de desvio. Portanto, é particularmente vantajoso se as segundas seções da extremidade sejam alinhadas para baixo em um ângulo α maior ou igual a 20°. De forma particularmente preferida é válido, além disso, α ^ 60°.

[0044] Como prolongamento tangencial é referenciado um prolongamento reto de uma seção em forma de arco, que é tangencial à curvatura em um ponto da extremidade da seção. A seção em forma de arco é observada, para a determinação do prolongamento tangencial, de forma preferida, na seção tangencial.

[0045] A característica do desvio da mistura de material sólido e gasoso tem influência sobre a precisão de separação. Caso o desvio seja muito intenso, pode ocorrer a formação de redemoinhos ou pó de retorno. Um desvio muito fraco permanece inócuo.

[0046] Em aperfeiçoamentos vantajosos da invenção é previsto, portanto, que a primeira seção da extremidade de pelo menos um dos elementos de desvio ou de seu prolongamento tangencial e a segunda seção da extremidade do mesmo elemento de desvio ou de seu prolongamento tangencial corram em um ângulo β, um em relação ao outro, sendo que é válido β > 90°. Particularmente, é válido β > 120°. De forma particularmente preferida é válido, além disso β < 160°.

[0047] Dependendo de qual material sólido deve ser separado e como é a distribuição de partículas contidas na mistura de material sólido e gasoso, pode ser vantajoso dispor a primeira seção da extremidade em um ângulo maior que 0° em relação a uma horizontal H. Em aperfeiçoamentos vantajosos é previsto que pelo menos uma das primeiras seções da extremidade ou de seu prolongamento tangencial corra em um ângulo Y para uma horizontal H, sendo que é válido Y > 10°. Para evitar que produto crescentemente bruto caia sobre o produto refinado, a mistura de material sólido e gasoso pode, desse modo, ser desviada para baixo, pelo elemento de desvio e, com isso, desviada no sentido em que o produto bruto deve finalmente chegar. O ângulo Y, contudo, não deve ser selecionado em abertura muito grande. De forma preferida é válido Y < 45, particularmente, Y < 30.

[0048] Do ponto de vista do ângulo α, β e Y é válido, de forma particularmente preferida: α + β + Y = 180°. De forma preferida os ângulos se encontram abaixo das mesmas horizontais H.

[0049] Foi demonstrado que já com respectivamente um elemento de desvio entre respectivamente duas pás guias verticais adjacentes podem ser alcançados bons resultados em relação a proporção do fluxo.

[0050] Em aperfeiçoamentos vantajosos do separador é previsto que, entre respectivamente duas pás guias verticais adjacentes são dispostos respectivamente pelo menos de três a cinco elementos de desvio. Desse modo, a mistura de material sólido e gasoso que flui para dentro, entre duas pás guias verticais adjacentes se subdivide em fluxos parciais, pelo que, se evitam redemoinhos e os fluxos são homogeneizados.

[0051] Em aperfeiçoamentos vantajosos, o anel de pá guia apresenta pelo menos um dispositivo anti-redemoinho. O dispositivo anti-redemoinho evita um fluxo no sentido periférico do anel de pá guia e torna homogêneo, desse modo, o fluxo da mistura de material sólido e gasoso.

[0052] O objetivo também é solucionado com um triturador que é combinado com um separador de acordo com a invenção. O triturador é preferencialmente um triturador centrífugo ou um triturador de rolamento. Preferencialmente o separador é integrado no triturador.

[0053] O método, de acordo com a invenção, para separar uma mistura de material sólido e gasoso apresenta as seguintes etapas: - admitir um fluxo de volume de admissão Q a partir de uma mistura de material sólido e gasoso em um separador com roda do separador, anel de pá guia e uma zona de separação disposta entre a roda do separador e o anel de pá guia; - distribuir o fluxo de volume de admissão Q em um primeiro fluxo de volume parcial Q1 e um segundo fluxo de volume parcial Q2; - conduzir o primeiro fluxo de volume parcial Q1 na zona de separação passando pelo anel de pá guia; - conduzir o segundo fluxo de volume parcial Q2 na zona de separação através do anel de pá guia.

[0054] De forma vantajosa, o fluxo de volume de admissão é distribuído pela previsão de uma lacuna anular entre o anel de pá guia e uma tampa.

[0055] De forma preferida, o primeiro fluxo de volume parcial Q1 é inserido pela parte superior, na zona de separação. Por meio disso, o material do primeiro fluxo de volume parcial Q1 pode fluir, de cima para baixo, em toda a zona de separação. Desse modo é maior a probabilidade que o material seja separado, portanto, de forma correta, em produto bruto e produto refinado. Isso melhora a precisão de separação.

[0056] De forma vantajosa, o primeiro fluxo de volume parcial Q1 ou o segundo fluxo de volume parcial Q2 é admitido essencialmente no sentido da força de gravidade F, na zona de separação.

[0057] O fluxo de volume de admissão flui, no uso previsto, inicialmente, da entrada para o espaço anular, entre o compartimento do separador e o anel da pá guia. Em separadores comuns, a mistura de material sólido e gasoso flui, posteriormente, completamente pelo anel de pá guia. Devido à lacuna anular, o primeiro fluxo de volume parcial Q1 passa no anel de pá guia e, a partir da parte superior, na zona de separação. O segundo fluxo de volume parcial Q2 da mistura de material sólido e gasosos flui pelo anel de pá guia na zona de separação.

[0058] B asicamente, o primeiro fluxo de volume parcial Q1, se move, também devido à força da gravidade, para baixo, pela zona de separação.

[0059] Uma outra vantagem da distribuição em dois fluxos parciais Q1, Q2 consiste em que os fluxos parciais Q1, Q2 se separam mutuamente na zona de separação. Essa auto separação consiste em um redemoinho da mistura de material sólido e gasoso na zona de separação. Desse modo produto refinado e produto bruto são melhor separados um do outro.

[0060] A proporção entre o primeiro fluxo de volume parcial Q1 e o segundo fluxo de volume parcial Q2 pode ser ajustada. Em aperfeiçoamentos vantajosos é previsto que a proporção Q1:Q2 entre o primeiro fluxo de volume parcial e o segundo fluxo de volume parcial se encontra entre 20:80 e 80:20, particularmente, entre 40:60 e 60:40.

[0061] P ara uma boa auto separação é vantajoso se ambos os fluxos de volume parcial Q1, Q2 sejam conduzidos de tal modo que os mesmos encontrem um ao outro na zona de separação sob um ângulo de fluxo Φ, sendo que é válido: 45° < Φ < 135°, particularmente 70° < Φ < 110°. O ângulo de fluxo Φ pode ser ajustado de forma vantajosa por meio dos elementos de desvio.

[0062] A seguir a invenção é esclarecida e representada de forma exemplificativa com base nas Figuras. Mostra, nesse caso: Figura 1 uma vista lateral esquemática de um separador em corte; Figura 2 um triturador separador integrado de acordo com a Figura 1, em corte; Figura 3 com uma vista lateral esquemática da seção Figura 4 superior do separador da Figura 1 parcialmente em corte; uma vista lateral esquemática de um separador Figura 5 de acordo com uma outra modalidade, em corte; um anel de pá guia em representação em Figura 6 perspectiva; o anel de pá guia da Figura 5 em uma visão Figura 7 superior; um corte ampliado do anel de pá guia mostrado Figuras 8 nas Figuras 5 e 6; -14 diferentes modalidades de elementos de desvio Figura 15 em vista lateral; um diagrama com distribuições totais sobre

[0063] separador tamanhos de partículas. Na Figura 1 é representado um separador 10. O 10 apresenta um compartimento do separador 20. Em uma área inferior, o compartimento do separador 20 apresenta uma entrada 21 para um fluxo de volume Q de uma mistura de material sólido e gasoso 100.

[0064] No compartimento do separador 20 são dispostos uma roda do separador 30 e um anel de pá guia 50. A roda do separador 30 e o anel de pá guia 50 apresentam um eixo principal conjunto, que, na roda do separador 30, é o eixo de rotação X. O eixo de rotação X corre no sentido da força da gravidade F. Um sentido radial R se estende vertical ao eixo de rotação X. Entre o anel de pá guia 50 e o compartimento do separador 20, no sentido radial R, é previsto um espaço anular 26. O espaço entre a roda do separador 30 e o anel de pá guia 50 forma a zona de separação 32.

[0065] A roda do separador 30 é acionada por um rotor a partir de um dispositivo de acionamento 40, de tal modo que a roda do separador 30 gire em torno do eixo de rotação X.

[0066] Ent re o anel de pá guia 50 e uma tampa do compartimento 24 é disposta uma lacuna anular 28. O luxo de volume Q que entra pela parte inferior no espaço anular 26 f é separado em dois fluxos de volume parciais Q1 e Q2, sendo que o fluxo de volume parcial Q1 penetra pela lacuna anular 28 pela parte superior na zona de separação 32. O fluxo de volume parcial 02 passa pelo anel de pá guia 50 e chega, assim, à zona de separação 32. Ambos os fluxos de volume parciais Q1 e Q2 se encontram, assim, na zona de separação 32, novamente um sobre o outro.

[0067] Acima da roda do separador 30 é disposta uma primeira saída 22. A primeira saída 22 é unida a um dispositivo de sucção (não representado) que cria uma baixa pressão. Através da saída 22, no uso previsto, um primeiro tipo de partícula 101, o produto refinado, é sugado.

[0068] Embaixo da roda do separador 30 é disposto um funil 25. O funil 25 desemboca na segunda saída 23. No uso previsto, um segundo tipo de partículas 102, o produto bruto, é levado através da segunda saída 23. A roda do separador 30 rejeita as partículas maiores 102. Essas partículas maiores chegam no funil 25 e de lá, para a saída 23.

[0069] O compartimento do separador 20 é fechado na extremidade superior por uma tampa do compartimento 24.

[0070] Na Figura 2 é representado um triturador 110 que é projetado como triturador centrífugo. Dentro do compartimento 112, que é fechado na parte superior com uma tampa do mandril do triturador 114 e na parte inferior com um fundo do mandril do triturador 116, encontra-se um dispositivo de moagem 118, que apresenta vários pêndulos de moagem 120. Pelo dispositivo de moagem 18 o separador 10 é integrado no compartimento do triturador. Entre o compartimento do triturador 112 e o anel de pá guia 50 se encontra o espaço anular 26. A lacuna anular 28 se encontra entre o anel de pá guia 50 e a tampa do triturador 114.

[0071] Na Figura 3 é representada a parte superior do separador 10. A roda do separador 30 é disposta dentro do anel de pá guia 50. Entre a roda do separador 30 e o anel de pá guia 50 se encontra uma zona de separação 32. O compartimento do separador 20 também pode ser configurado cônico. Com um tal compartimento do separador 20' cônico (representado hachurado) é formado um espaço anular 26 que se estreita para cima.

[0072] Do mesmo modo ilustrado hachurado é representada uma modificação da tampa do compartimento A tampa do compartimento 24’ é curvada para cima, o que favorece o desvio do fluxo de volume parcial Q1.

[0073] Ent re o anel de pá guia 50 e a tampa do compartimento 24, no sentido vertical, há a lacuna anular periférica 28. A lacuna anular 28 apresenta uma altura HR. O espaço anular 26 apresenta uma largura B. Na modalidade representada, a proporção B:HR é de aproximadamente 1.

[0074] O anel de pá guia 50 apresenta uma altura HL. Na modalidade representada, a proporção HL:HR é de aproximadamente 3,5.

[0075] A primeira saída 22 permanece em contato com o espaço interno da roda do separador 30.

[0076] O anel de pá guia 50 apresenta uma pluralidade pás guia 54. Entre pás guia verticais adjacentes 54 são dispostos cinco elementos de desvio 53, que apresentam respectivamente uma curvatura para baixo.

[0077] Uma aresta superior 34 da roda do separador 30 se encontra acima da aresta superior 56 do anel de pá guia 50. Mais de 50% da lacuna anular 28 se encontra, no sentido vertical, completamente acima da aresta superior 34 da roda do separador 30.

[0078] O fluxo de volume Q da mistura de material sólido e gasoso 100 flui, de baixo para cia, no espaço anular 26. Um primeiro fluxo de volume parcial Q1 pode fluir através da lacuna anular 28. O primeiro fluxo de volume parcial Q1 chega, assim, pela parte superior, na zona de separação 32. Um segundo fluxo de volume parcial Q2 passa pelo anel da pá guia 50 na zona de separação 32 e nesse local encontra o fluxo de volume parcial Q1. Os elementos de desvio 53 emprestam à mistura de material sólido e gasoso que passa pelo anel de pá guia 50 componentes de fluxo direcionados sobre a roda do separador, o que é ilustrado pelas setas indicadas. Os fluxos de volume parciais Q1, 02 se encontram, um sobre o outro, sob um ângulo Φ (ver representação parcial ampliada na Figura 3). O ângulo Φ é, na modalidade mostrada, de cerca de 45°.

[0079] Por razões de supervisão, com o número Q2 é especificado respectivamente apenas um trajeto de fluxo possível para um fluxo parcial do segundo fluxo de volume parcial Q2. O segundo fluxo de volume parcial Q2 caracteriza, contudo, em sua totalidade, todo o fluxo de volume, que flui do espaço anular 26 pelo anel de pá guia 50 na zona de separação 32.

[0080] Partículas refinadas 101 chegam da zona de separação 32 no espaço interno da roda do separador 30 e são sugadas pela primeira saída 22.

[0081] A Figura 4 mostra uma outra modalidade de um separador 10. O separador 10 apresenta um compartimento do separador 20 com uma entrada 21, uma primeira saída 22 e uma segunda saída 23.

[0082] No compartimento do separador 20 são dispostos uma roda do separador 30 e um anel de pá guia 50. A roda do separador é acionada por um rotor.

[0083] A roda do separador 30 apresenta uma tampa do separador 36. A tampa do separador 36 apresenta a forma de um disco anular. No centro da tampa do separador 36 se encontra uma abertura 38. Pela abertura 38 o material pode fluir do espaço interno da roda do separador 30 para a primeira saída 22.

[0084] A tampa do separador 36 gira com a roda do separador 30. Entre a tampa do separador 36 e o anel de pá guia 50 é prevista, no sentido vertical, uma lacuna anular periférica 28.

[0085] O anel de pá guia 50 é implementado com uma outra modalidade dos elementos de desvio 53 que apresentam um chanfro. Além disso, os elementos de desvio 53 se estendem no espaço anular 26.

[0086] A Figura 5 mostra o anel de pá guia 50 da Figura 3 em representação em perspectiva. A Figura 6 mostra a visão superior do anel da pá guia 50 representado na Figura 5.

[0087] O anel de pá guia 50 apresenta uma pluralidade de pás guia verticais 54, sendo que entre respectivamente duas pás guia adjacentes 54 são dispostos, respectivamente, cinco elementos de desvio 53. Cada elemento de desvio 53 se estende por toda a largura entre duas pás guia verticais 54. Os elementos de desvio 53 são dispostos no sentido vertical equidistante.

[0088] Em sua superfície circular externa, o anel de pá guia 50 apresenta, ao contrário do anel de pá guia 50 da Figura 3, uma pluralidade de dispositivos anti-redemoinho 52. Os dispositivos anti-redemoinho 52 se projetam para dentro do espaço anular 26 e se opõem a um fluxo no sentido periférico. Os dispositivos anti-redemoinhos 52 apresentam uma forma básica e são produzidos a partir de uma chapa. Os dispositivos anti-redemoinho 52 se afastam, no sentido radial R, do anel de pá guia 50 e se estendem por toda a altura do anel de pá guia.

[0089] Na Figura 7 é mostrado um corte ampliado do anel da pá guia 50 representado na Figura 5.

[0090] Os elementos de desvio 53 apresentam uma curvatura que indica para baixo. Cada elemento de desvio 53 apresenta uma extremidade radial interna 55 e uma extremidade radial externa 56. As extremidades radial internas 55 não se projetam, na modalidade mostrada, na zona de separação 32.

[0091] Na extremidade radial interna 55 de cada elemento de desvio 53 é disposta uma primeira seção da extremidade 57 e na extremidade radial externa 56 de cada elemento de desvio 53 é disposta uma segunda seção da extremidade 58. Ambas as seções da extremidade 57, 58 são curvadas.

[0092] Nas Figuras 8 a 14 são representadas diferentes modalidade de um elemento de desvio 53. Os elementos de desvio 53 apresentam respectivamente uma extremidade radial interna 55 e uma extremidade radial externa 56. A extremidade radial interna 55 apresenta uma primeira seção da extremidade 57 e a extremidade radial externa 56 apresenta uma segunda seção da extremidade 58. Os elementos de desvio 53 apresentam uma curvatura que indica para baixo (ver Figuras 8 a 12) ou um chanfro que incida para baixo (ver Figuras 13 e 14).

[0093] Os elementos de desvio 53 são dispostos em relação a um eixo de rotação X da roda do separador (aqui não representado), sendo que, a distância entre o elemento de desvio 53 e o eixo de rotação X é representada menor por razões de representação.

[0094] As modalidades representadas nas Figuras 8 a 14 se diferenciam, particularmente, na configuração das seções da extremidade 57, 58. Ambas as seções da extremidade 57, 58 podem ser curvadas (ver Figuras 8 bis 10) ou ambas podem ser retas (ver Figuras 12 e 14), sendo que, também podem ser unidas entre si seções de extremidade reta e/ou curvadas por uma seção média curvada. As Figuras 13 e 14 mostram elementos de desvio 53 com chanfros.

[0095] A primeira estação da extremidade 57 de cada elemento de desvio 53 ou seu prolongamento tangencial (ver Figura 11) é disposta em um ângulo Y em relação às horizontais H. O ângulo Y se encontra, nas modalidades mostradas, entre 0° (ver Figura 8) e aprox. 28° (ver, por exemplo, Figura 12). A horizontal H, que corresponde ao sentido radial R, forma, com o eixo de rotação X, um ângulo reto.

[0096] A segunda seção da extremidade 58 de cada elemento de desvio 53 ou seu prolongamento tangencial (ver Figuras 8, 9, 11, 12) é disposta em um ângulo α em relação às horizontais H. O ângulo α se encontra, nas modalidades mostradas, entre aprox. 35° (ver, por exemplo, Figura 9) e aprox. 65° (ver Figura 8).

[0097] A primeira estação da extremidade 57 e a segunda seção da extremidade 58 de um elemento de desvio 53 ou de seu prolongamento tangencial formam um ângulo β. O ângulo β, nas modalidades mostradas, se encontra entre aprox. 108° (ver Figura 12) e aprox. 153° (ver Figura 10).

[0098] Os ângulos α, β e Y resultam, nas modalidades mostradas, um total de 180°. Com exceção dos ângulos Y na Figura 10 todos os ângulos α, β, Y são direcionados para baixo.

[0099] A Figura 15 mostra um diagrama de distribuições totais sobre tamanhos de partículas. São representadas as distribuições de duas separações, uma primeira distribuição V1 e uma segunda distribuição V2. A primeira distribuição V1 está caracterizada por pontos, a segunda distribuição V2 por triângulos. Na primeira distribuição V1 foi utilizado um separador sem lacuna anular. A segunda distribuição V2 mostra, por sua vez, o resultado de uma separação utilizando-se um separador com lacuna anular.

[0100] Em ambas as separações foi utilizado material de saída idêntico.

[0101] No mesmo material de saída é válido, basicamente, que deve ser avaliada como positiva uma curva mais acentuada do que uma curva menos acentuada. O resultado desejado em uma separação é, geralmente, o produto refinado. Em caso de utilizar o separador, de acordo com a invenção, em um triturador, por exemplo, é extraído o produto refinado e o produto bruto é novamente lançado ao triturador, para ser triturado novamente ou continuamente. Partículas que realmente pertencem ao produto refinado, que, chegam, contudo, no produto bruto, custam adicionalmente tempo e energia, visto que as mesmas precisam passar novamente pelo ciclo do triturador. Partículas, que pertencem de fato ao produto bruto, mas que chegam no produto refinado, são consideravelmente mais preocupantes, visto que afetam negativamente diretamente a qualidade do produto final (o produto refinado). Por isso que, em materiais de saída iguais, é positiva uma separação com menos porções refinadas. Na primeira distribuição V1 o total das partículas, que são menores que 2 μm, é de 0,344. Pela utilização de uma lacuna anular (segunda distribuição V2) esta porção pôde ser reduzida em torno de 10%, em 0,312. Particularmente em áreas de partículas maiores (>3 μm) demonstrou-se que a segunda distribuição V2 é mais acentuada, e, com isso, mais vantajosa. Lista de Referências Numéricas

[0102] 10 separador 20 compartimento do separador 20' compartimento cônico do separador 21 entrada 22 primeira saída 23 segunda saída 24 tampa do compartimento 25 , 114 tampa curvada de compartimento 26 funil 27 espaço anular 28 folga anular 30 roda do separador 32 zona de separação 34 aresta superior 36 tampa do separador 38 ruptura 40 dispositivo de acionamento 50 anel de pá guia 52 dispositivo anti-redemoinho 53 elemento de desvio 54 pá guia 56 aresta superior 100 mistura de material sólido e gasoso 101 primeiro tipo de partícula (refinada) 102 segundo tipo de partícula (bruto) B largura do espaço anular F força da gravidade H horizontais HL altura do anel de pá guia HR altura da lacuna anular Q fluxo de volume de admissão Q1 primeiro fluxo de volume parcial Q2 segundo fluxo parcial R sentido radial V1 primeira distribuição V2 segunda distribuição X eixo de rotação α ângulo β ângulo Y ângulo Φ ângulo

Claims (19)

1. Separador (10) com um compartimento do separador (20), uma roda do separador (30) que apresenta um eixo de rotação (X) disposto no compartimento do separador (20) e um anel de pá guia (50) disposto no compartimento do separador (20), sendo que no sentido radial (R) vertical ao eixo de rotação (X) entre o anel de pá guia (50) e o compartimento do separador (20) é previsto um espaço anular (26), caracterizado pelo fato de que é previsto entre o anel de pá guia (50) e uma tampa (24, 36), no sentido vertical, uma lacuna anular periférica (28).

2. Separador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lacuna anular (28) apresenta uma altura (HR), sendo que, o anel de pá guia (50) e/ou a tampa (24, 36) são móveis no sentido do eixo de rotação (X) de tal modo que a altura (HR) é ajustável.

3. Separador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a altura (HR) se encontra entre 50 mm e 1000 mm.

4. Separador, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a tampa (24, 36) é uma tampa do compartimento (24) ou uma tampa do separador (36).

5. Separador, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a tampa do separador (36) é unida à roda do separador (30) de tal modo que a tampa do separador (36) gire com a roda do separador (30).

6. Separador, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o espaço anular (26) se estreita para cima.

7. Separador, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o espaço anular (26) apresenta uma largura (B), sendo que, a proporção B:HR se encontra entre 0,2 e 5.

8. Separador, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o anel de pá guia (50) apresenta uma altura (HL), sendo que, a proporção entre HL:HR se encontra entre 0,5 e 10.

9. Separador, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o anel de pá guia (50) apresenta uma pluralidade de pás guia verticais (54), sendo que, pelo menos entre duas pás guia (54) é disposto pelo menos um elemento de desvio (53) que apresenta pelo menos uma curvatura ou chanfro que indica para baixo.

10. Separador, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os elementos de desvio (53) se estendem por toda a largura entre duas pás guia adjacentes (54).

11. Separador, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos elementos de desvio (53) se estende do anel de pá guia (50) para a zona de separação (32) e/ou para o espaço anular (26).

12. Separador, de acordo com uma das reivindicações 9 bis 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos elementos de desvio (53), no sentido radial (R) do anel de pá guia (50), apresenta, pelo menos em uma seção parcial, um raio de curvatura que se modifica.

13. Separador, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o anel de pá guia (50) apresenta pelo menos um dispositivo anti- redemoinho (52).

14. Triturador, particularmente, triturador centrífugo, com um separador integrado, conforme definido em uma das reivindicações anteriores.

15. Método para separar uma mistura de material sólido e gasoso com as seguintes etapas: - admitir um fluxo de volume de admissão (Q) a partir de uma mistura de material sólido e gasoso (100) em um separador (10) com roda do separador (30), anel de pá guia (50) e uma zona de separação (32) disposta entre a roda do separador (30) e o anel de pá guia (50); - distribuir o fluxo de volume de admissão (Q) em um primeiro fluxo de volume parcial (Q1) e um segundo fluxo de volume parcial (Q2); - conduzir o primeiro fluxo de volume parcial (Q1) na zona de separação (32) passando pelo anel de pá guia (50); - conduzir o segundo fluxo de volume parcial (Q2) na zona de separação (32) através do anel de pá guia (50).

16. Método, para separar uma mistura de material sólido e gasoso, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluxo de volume parcial (Q1) é admitido pela parte superior da zona de separação (32).

17. Método, para separar uma mistura de material sólido e gasoso, de acordo com uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluxo de volume parcial (Q1) ou o segundo fluxo de volume parcial (Q2) é admitido essencialmente no sentido da força de gravidade (F) na zona de separação (32).

18. Método, para separar uma mistura de material sólido e gasoso, de acordo com uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que a proporção Q1:Q2 entre o primeiro fluxo de volume parcial (Q1) e o segundo fluxo de volume parcial (Q2) se encontra entre 20:80 e 80:20.

19. Método, para separar uma mistura de material sólido e gasoso, de acordo com uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que ambos os fluxos de volume parcial (Q1, Q2) são conduzidos de tal modo que os mesmo se encontram, um sobre o outro, na zona de separação (32) sob um ângulo (Φ), sendo que, é válido: 45° < Φ < 135°.

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