BRPI0419106B1 - Filtro para líquidos carregados de partículas sólidas e instalação de filtragem. - Google Patents

Description

“FILTRO PARA LÍQUIDOS CARREGADOS DE PARTÍCULAS SÓLIDAS E INSTALAÇÃO DE FILTRAGEM” Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um filtro para líquidos carregados de partículas sólidas, e uma instalação de filtragem que compreende um ou mais filtros desse tipo.

Antecedentes da Invenção O princípio básico da técnica de filtração consiste em passar o líquido carregado através de um meio filtrante que retém as partículas sólidas e as separa assim do filtrado. O filtro descrito no documento EP 0 226 478 é dotado de uma cuba provida de um orifício de entrada para o líquido a ser filtrado, de um orifício de saída para o líquido filtrado que desemboca em um tubo e de um orifício de evacuação para as lamas de partículas sólidas, e na qual está contida uma pluralidade de elementos filtrantes.

Cada elemento filtrante é formado por bolsas alongadas feitas de tela de um meio filtrante que apresentam uma abertura superior que se comunica com o orifício de saída. Essas bolsas estão montadas em torno de suportes dotados de canais de drenagem longitudinais e estão suspensas em elementos de suporte alojados na referida cuba e, compreendem, em particular, um conduto radial que forma um coletor no qual desemboca a abertura dos elementos filtrantes. O modo de fixação das bolsas nos elementos de suporte consiste em aplicar sua borda superior contra o tubo coletor e imobilizá-las por meio de placas de manutenção e de braçadeiras de aperto.

Entretanto, o modo de fixação não é satisfatório porque durante a montagem da tela formam-se pregas que se tornam, na seqüência, o foco de vazamentos ou de infiltrações líquidas que afetam a estanqueidade do dispositivo e, portanto, a qualidade da filtragem.

Além disso, é preciso prever recortes da tela nos locais das placas de manutenção.

Os suportes descritos são realizados em forma de duas placas de chapa onduladas que estão soldadas dorso contra dorso delimitando canais de drenagem cuja profundidade não é suficiente, em particular quando a pressão na cuba é elevada e a tela fica aplicada estreitamente contra os suportes, cavando canais nos locais que elas podem até chegar ao ponto de romperem-se. O mesmo documento EP 0 226 478 prevê a disposição de elementos de filtragem em estrela na cuba.

Ora, essa disposição não assegura um preenchimento adequado do volume na cuba e a instalação de filtragem ocupa um espaço muito grande para a superfície de filtração oferecida.

Finalmente, a manutenção da instalação implica a desmontagem dos elementos de filtragem que é uma operação trabalhosa devido ao fato desses elementos estarem todos ligados a um tubo que está fixado no contorno externo da cuba.

Descrição Resumida da Invenção A presente invenção tem por finalidade resolver esses problemas técnicos de modo satisfatório. Essa finalidade é obtida de acordo com a presente invenção por meio de um filtro caracterizado pelo fato da borda superior das referidas bolsas ser dotada de uma bainha que recebe um elemento de reforço, e está fixada de modo estanque em uma garganta periférica de fixação solidária dos referidos elementos de suporte.

De acordo com outra característica, esse filtro compreende meios de travamento da bainha das referidas bolsas na referida garganta constituídos de um elemento de apoio forçado da referida bainha no fundo da referida garganta, e que coopera com um elemento de preensão do elemento de reforço.

De acordo com uma variante, o referido elemento de apoio forçado é constituído por uma haste de mola articulada sobre os referidos elementos de suporte.

De preferência, o referido elemento de preensão é uma saliência suportada por uma barra de aperto adicionada que fica apoiada na garganta, em direção à parte superior, contra o elemento de reforço, e lateralmente pela parte de fora, contra a tela e os elementos de suporte.

De acordo com uma outra característica, os referidos suportes são formados por uma única placa ondulada que delimita, de cada lado entre suas ondulações, canais de drenagem e que possuem, na parte superior, tarugos de suspensão.

De acordo com uma variante específica, a referida placa é simétrica em relação ao eixo central e apresenta, em suas extremidades laterais, uma borda perpendicular a seu plano geral.

De acordo com mais uma característica, os referidos elementos de suporte compreendem uma canaleta inferior dotada de aberturas para a suspensão dos suportes que se comunicam na parte superior com o conduto radial que forma um coletor.

Vantajosamente, o perímetro interno da referida garganta é pelo menos igual ao das referidas bolsas de um mesmo elemento filtrante.

Outro objeto da presente invenção é uma instalação de filtragem que incorpora um filtro que apresenta as características definidas acima, e que se caracteriza pelo fato dos referidos elementos filtrantes estarem distribuídos na referida cuba radialmente em dupla estrela, e em duas séries angularmente deslocadas.

De preferência, o raio interno da primeira série em estrela é igual à terça parte do raio interno, ao passo que o raio interno da segunda série em estrela é igual a dois terços do raio interno da referida cuba.

De acordo com uma variante, os respectivos coletores das duas séries de elementos filtrantes estão defasados em uma altura na referida cuba.

Está previsto também que os respectivos coletores dos elementos filtrantes adjacentes de cada uma das duas séries desembocam de modo agrupados em um tubo convergente ligado ao tubo.

De acordo com uma característica específica dessa instalação, os coletores dos elementos filtrantes estão ligados a um tubo disposto no interior e no centro da referida cuba.

De preferência, o orifício de saída do tubo central está situado na parte inferior da cuba.

De acordo com outra variante, os elementos filtrantes e o tubo central estão montados de modo a formar um conjunto que pode ser extraído da cuba.

De acordo com mais uma variante adaptável tanto a um tubo externo à cuba quanto a um tubo central, as extremidades de saída dos coletores estão ligadas de modo estanque e amovível ao tubo por juntas de estanqueidade e elementos de aperto que lhes aplicam uma força radial elástica. O filtro da presente invenção apresenta uma estanqueidade reforçada entre a tela e o coletor devido à ausência de pregas o que melhora o rendimento e a qualidade da filtragem e facilita as operações de montagem e desmontagem.

Em particular, o modo de travamento da bainha da tela na garganta por meio de elementos de tensionamento e de bloqueio elástico, permite compensar as diferenças de dimensões das bolsas que resultam da pressão interna ou do envelhecimento do material.

Além disso, considerando-se uma espessura global idêntica, o novo modo de realização dos suportes em uma única placa ondulada permite obter, além de maior rigidez, uma perda de carga menor. O uso agora possível de placas mais finas permite um ganho de peso e uma economia substancial de custos de fabricação. A disposição em dupla estrela dos elementos filtrante permite, ainda, reduzir o volume da cuba e, em associação com a presença de um tubo central, aumentar a compacticidade da instalação, otimizando ao mesmo tempo a superfície de filtração.

Ademais, em caso de obstrução, as operações de manutenção ficam simplificadas pelo fato do conjunto dos elementos filtrantes ser solidário do tubo central e poder ser extraído da cuba em uma única operação de levantamento.

Descrição Resumida das Figuras A presente invenção será mais bem compreendida com a leitura da descrição feita a seguir em relação às figuras anexas, as quais: A Figura 1 representa uma vista geral em perspectiva de um modo de realização de um filtro de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é um vista detalhada interna parcial do filtro da Figura 1;

As Figuras 3, 3A e 3B são vistas, respectivamente, em corte vertical parcial e em corte horizontal ao longo dos planos AA e BB do filtro da Figura 1; e As Figuras 4A e 4B são vistas em corte respectivamente vertical e horizontal ao longo de CC em uma variante de realização do filtro da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção O filtro representado nas figuras destina-se à filtração de líquidos carregados de partículas sólidas.

Esse filtro compreende uma cuba cilíndrica 52 (Figuras 4A, 4B) dotada de um orifício de entrada para líquido a ser filtrado, de um orifício de saída para o filtrado e de um filtro de evacuação para as lamas residuais de partículas sólidas. A cuba contém uma pluralidade de elementos de filtragem 10, tal como representado em particular nas Figuras 1 e 2.

Cada elemento de filtragem 10 é formado de bolsas justapostas 16 realizadas tela de um meio filtrante 12 com costuras verticais 14. As bolsas 16 são alongadas e são montadas em torno de suportes 18 como descreve o documento EP 0 226 478 delimitando com eles canais de drenagem longitudinais 30 (Figura 2).

As bolsas são fechadas em sua extremidade inferior e apresentam uma abertura superior 15 em comunicação indireta com o orifício de saída.

Os suportes 18 estão suspensos em elementos de suporte alojados na cuba 52.

Esses elementos de suporte são constituídos, de um lado, por um conduto radial 20 e, de outro lado, por uma canaleta 23 dotada de aberturas 22 para a suspensão dos suportes 18. A canaleta 23 na qual desemboca a abertura das bolsas 16 se comunica na parte superior com o conduto 20 que forma um coletor, diretamente ou, como na variante representada, através das entradas dispostas na parede inferior do referido conduto.

Como representa detalhadamente a Figura 2, a borda superior das bolsas 16 é dotada de uma bainha 17 apta a receber um elemento de reforço que possui aqui a forma de um cilindro de seção redonda, apresentando, de preferência uma flexibilidade longitudinal e uma capacidade de esmagamento elástico. A bainha 17 está fixada de modo estanque em uma garganta periférica de fixação 21 solidária aos elementos de suporte dos suportes 18 e que, no modo de realização representado, é suportada lateralmente pela canaleta 23 (ver as Figuras 2 e 3) sendo realizada na forma de um perfilado de uma única peça com extremidades cilíndricas. É possível também realizar o conduto 20, a canaleta 23 e a garganta 21 a partir de um perfilado único. O filtro da presente invenção compreende ainda meios de travamento da bainha 17. Esses meios compreendem um elemento de apoio forçado da bainha 17 na garganta 21 em forma, por exemplo, de uma haste de mola 24 articulada aqui na canaleta 23, que coopera com um elemento de preensão do elemento de reforço.

No modo de realização representado, o elemento de preensão é uma saliência 42 suportada por uma barra de aperto 41 que se apóia na garganta 21, em direção à parte superior contra o cilindro 19 e, lateralmente, contra a tela 12 e a parede externa da canela 23 dos elementos de suporte. A barra de aperto 41 se adapta ao perfil da garganta 21 tanto em relação à seção quanto em relação ao contorno como mostram as Figuras 3 e 3A.

De acordo com uma variante não representada, o elemento de preensão é constituído por um dente ou por um gancho que é inserido sob a borda inferior da barra 41. O perímetro interno da garganta 21 é pelo menos igual ao das bolsas 16 de um mesmo elemento de filtragem 10.

Essa disposição que é visível nas Figuras 3A e 3B permite evitar a formação de pregas entre a parede externa da canaleta 23 e a barra de aperto 41 que podem aparecer devido à redução da largura da tela na introdução dos suportes 18 nas bolsas 16.

Os suportes 18 são formados, de acordo com a presente invenção, de uma placa ondulada única de metal ou de matéria plástica rígida que delimita, de cada lado e entre as ondulações, os canais de drenagem 30. Esses canais podem, se for o caso, serem dotados de opérculos (não representados) para impor um sentido de circulação do líquido entre o suporte e a bolsa. Essa placa é simétrica em relação a seu eixo central e possui em sua parte superior tarugos de suspensão 34 inseridos nas aberturas 22 da canaleta 23. As ondulações situadas nas extremidades laterais da placa de suporte apresentam uma borda externa perpendicular ao plano geral da placa de modo a formar uma passagem adequada para os líquidos filtrados, tal como representado na Figura 3B.

As Figuras 4A e 4B representam uma instalação de filtragem dotada do filtro da presente invenção, tal como em um modo de realização descrito anteriormente.

Nessa instalação, os elementos de filtragem 10 estão distribuídos no interior da cuba 52 segundo uma disposição radial em dupla estrela e em duas séries deslocadas angularmente 10a, 10b.

Como representa a Figura 4B em vista superior, o raio interno da primeira série 10a de elementos de filtragem é igual à terça parte do raio interno R da cuba 52, ao passo que o raio interno b da segunda série 10b é igual a dois terços do raio R da referida cuba.

Essa distribuição libera, no interior da cuba, um espaço cilíndrico central cujo diâmetro é igual à terça parte do diâmetro da cuba e no qual está disposto um tubo 58 de recuperação do líquido filtrado no qual desembocam os coletores 20. A primeira série de elementos de filtragem é constituídas de duas unidades justapostas e coplanares ao passo que a segunda série 10b é constituída de um único elemento de filtragem.

Assim, são encontrados alternadamente na cuba um filtro da primeira série 10a e a seguir um filtro da segunda série 10b.

No modo de realização da Figura 4A, o tubo 58 compreende, na parte a montante, uma caixa de ligação 50 alimentada pelos coletores 20 das duas séries 10a, 10b de elementos de filtragem 10. A caixa 50 apresenta duas fileiras escalonadas de orifícios de ligação. A fileira inferior recebe os terminais de extremidade dos coletores da primeira série 10a que está deslocada em altura na cuba em relação aos coletores da segunda série 10b. O orifício de saída 59 do tubo 58 está disposto na parte inferior da cuba 52.

Os elementos de filtragem 10 e o tubo 58 estão montados de modo a formar um conjunto que pode ser extraído de preferência pela parte superior da cuba 52 após a liberação da cobertura 56.

As extremidades de saída dos coletores 20 estão ligadas de modo estanque e amovível ao tubo 58 por meio de juntas de estanqueidade e pelos elementos de aperto que permitem aplicar-lhes uma força radial elástica e sem provocar esmagamento.

Em um modo de realização com um tubo externo, é previsto que os respectivos coletores 20 dos elementos de filtragem 10 de cada uma das séries 10a, 10b desemboquem de modo agrupado em um tubo convergente (não representado) ligado ao tubo periférico 58.

Claims (14)

1. FILTRO PARA LÍQUIDOS CARREGADOS DE PARTÍCULAS SÓLIDAS, que compreende uma cuba (52) dotada de um orifício de entrada para o líquido a ser filtrado, de um orifício de saída para o líquido filtrado que desemboca em um tubo e de um orifício de evacuação para as lamas de partículas sólidas, e na qual está contida uma pluralidade de elementos de filtragem (10), e cada elemento de filtragem é formado por bolsas alongadas (16) de tela (12) de um meio filtrante que apresentam uma abertura superior (19) que se comunica com o orifício de saída e que estão montadas em torno de suportes (18) dotados de canais de drenagem longitudinais (30), e suspensas por elementos de suporte alojados na referida cuba e que compreendem um conduto radial (20) que forma um coletor que desemboca a abertura dos elementos de filtragem, a borda superior das referidas bolsas ser dotada de uma bainha (17) que recebe um elemento de reforço (19) e está fixada de modo estanque em uma garganta periférica de fixação (21) solidária dos referidos elementos de suporte, caracterizado pelo fato que o filtro é provido de meios de travamento da bainha (17) das referidas bolsas (16) na referida garganta (21), o filtro compreendendo elementos de tensionamento e de bloqueio elástico, constituídos por uma barra de aperto (41) adicionada que se apóia na garganta (21), dentro da qual empurra contra, longitudinalmente em direção à parte superior, contra o elemento de reforço (19) e, lateralmente pela parte de fora, contra a tela (12) e os elementos de suporte.

2. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos referidos elementos de tensionamento e de bloqueio incluírem ainda uma saliência (42) suportada por uma barra de aperto (41) e uma haste de mola (24) articulada nos ditos elementos de suporte e exercendo uma pressão forçada na dita saliência;

3. FILTRO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato dos referidos suportes (18) serem formados por uma placa ondulada única que delimita, de cada lado entre suas ondulações, canais de drenagem (30) e que possuem, na parte superior, tarugos de suspensão (34).

4. FILTRO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da referida placa ser simétrica em relação a seu eixo central e apresentar, em suas extremidades laterais, uma borda lateral a seu plano geral.

5. FILTRO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato do referidos elementos de suporte compreenderem uma canaleta inferior (23) dotada de aberturas (22) para a suspensão dos suportes (18) que se comunicam na parte superior com o conduto radial (20) que forma um coletor.

6. FILTRO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do perímetro interno da referida garganta (21) ser pelo menos igual ao das referidas bolsas (16) de um mesmo elemento de filtragem (10).

7. INSTALAÇÃO DE FILTRAGEM, que incorpora um filtro, conforme definido em uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato dos referidos elementos de filtragem (10) são distribuídos na referida cuba (52) radialmente em dupla estrela e em duas séries (10a, 10b) deslocadas angularmente.

8. INSTALAÇÃO DE FILTRAGEM, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato do raio interno (a) da primeira série (10a) em estrela ser igual à terça parte do raio interno (R) da cuba (52), ao passo que, o raio interno (b) da segunda série (10b) em estrela ser igual a dois terços do raio interno (R) da referida cuba.

9. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato dos respectivos coletores (20) das duas séries (10a, 10b) de elementos de filtragem (10) estarem defasados em altura na referida cuba (52).

10. INSTALAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 7 a 9, caracterizada pelo fato dos respectivos coletores (20) dos elementos de filtragem (10) adjacentes de cada uma das séries (10a, 10b) desembocarem de modo agrupado em um tubo convergente ligado ao tubo (58).

11. INSTALAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada pelo fato do referido tubo (58) ser disposto no interior e no centro da referida cuba.

12. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato do orifício de saída (59) do tubo central (58) ser situado na parte inferior da cuba (52).

13. INSTALAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizada pelo fato dos elementos de filtragem (10) e do tubo central (58) serem montados de modo a formar um conjunto que pode ser extraído da cuba.

14. INSTALAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 11a 12, caracterizada pelo fato das extremidades de saída dos coletores estarem ligadas de modo estanque e amovível ao tubo (58) por meio das juntas de estanqueidade e dos elementos de aperto que lhes aplicam uma força radial elástica.