WO2014179850A1 - Sistema de válvula guilhotina para bloqueio de silos e cisalhamento de pilha de materiais - Google Patents
Sistema de válvula guilhotina para bloqueio de silos e cisalhamento de pilha de materiais Download PDFInfo
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- B65D90/58—Gates or closures having closure members sliding in the plane of the opening
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Definitions
- the present patent application discloses a gate valve system for blocking and unblocking silos, flow control and shearing of reassembled material stacks in front of the blade stacks.
- the system consists mainly of unobstructed teeth and wear plates that assist in shearing the particles from the material piles, optimizing flow control.
- the systems currently used do not have automated hydraulic drive and are usually manually operated (by means of butterflies, cranks, handwheels, etc.), and in some cases can be positioned vertically, besides being very simple and little resistant.
- the present development describes a system consisting of a system-operated accumulation silo lock and unlock gate gate valve.
- hydraulic / mechanical consisting at least of metal chassis, shutter teeth, closing blades and cladding plates, which enables the blocking and unlocking of silos, and these materials are highly resistant to abrasion, wear and impact.
- the guillotine valve system allows the user to automatically trigger it, enabling silo locks and unlocks, flow control, and also shearing stacks of reassembled materials in front of the blades.
- One of the main aspects of the present object is the fact that it has teeth on the fronts of the blades that decrease the contact area with the particles to be cleared, thus significantly increasing the contact pressures.
- valve Another interesting aspect of the valve is the lag between the blades, thus allowing to provide a rotational moment in the particles during closing when necessary.
- Innovation at the point of manufacture of the object also consists of mounting the hydraulic actuator systems on the back of the blades and the bottom of the blades, thus protecting them against particle impacts and wear damage, where this configuration allows a optimized chassis fabrication by providing smaller frame sizes and lengths, significantly reducing equipment costs and enabling them to install into existing, small-sized layouts.
- the present system deals with one of the most modern Discrete Element (DEM) analysis tools, which validates aircraft for aerodynamic concepts and designs.
- EDM Discrete Element
- Figure 1 Presents a perspective view of the system in its initial / open position
- Figure 2 - Shows a perspective view of the system in its final / closed position
- Figure 3 Shows a side view of the system
- Figure 4 - Shows a top view of the system in its initial / open position
- Figure 5 Shows a lateral cross-sectional view of the system in its intermediate position
- Figure 6 Shows a perspective view of the detail of the system teeth in their final / closed position
- Figure 7 Displays a top view the system in its final / closed position
- Figure 8 - Shows a bottom view of the system in its final / closed position
- Figure 9 Shows schematic views of a flow through the valve system for silo flow control
- FIG. 10 - Shows a front view of the valve system for flow control in silos, through which grains pass;
- Figure 11 Shows an exploded perspective view of the system
- Figure 12 - Shows a schematic side view of the system in its final / closed position
- Figure 13 - Shows a perspective view of the blade detail with the teeth of the system
- Figure 14 - Shows a perspective view of the detail of the cover plates with the teeth of the system
- Figure 15 - Shows a perspective view of the detail of the toothed cover plates fixed to the system blade
- Figure 16 - Shows a perspective view of an alternative embodiment of the system.
- Figure 17 - Shows a perspective view of a second alternative embodiment of the system.
- Figure 18 Shows schematic views of system performance in a clogged simulation.
- Figure 19 Shows schematic views of system performance in a flow simulation.
- Said system (1) comprises at least one rectangular structure (2) which supports coated blades (3), clearing teeth (4) and sheath plates (5) for control of flow and shear of the batteries fixed to the blades (3). ), slide stabilizer bars (6), valves (7), cylinders (8) and rollers (9).
- the frame (2) is composed of a substantially rectangular frame of sufficient height 5 to hold all the elements of the system (1), preferably comprising at its ends a hollow portion (21) and plates (22), thus containing said cylinders (8), allowing their longitudinal movement.
- Said structure (2) is still internally cast and comprises bars (23) arranged transversely, giving more strength and quality to the structure (2).
- On the inner central sides are arranged two series of rollers (9), fixed linearly on the sides, allowing the support and movement of the blades (3).
- the ends of said structure (2) may contain a trapezoidal shape, and in the central portion of their outer sides are located vertical plates (24).
- One of the innovations of the present invention is the presence of clearing teeth (4) and sheathing plates (5) for stack flow and shear control, ⁇ allowing easy stack clearing and silo locking.
- Said plates (5) are high wear-resistant parts and have an inclination (52), which follows the angle of inclination of the teeth (4), and wherein said plates (5) comprise wedges (51), for engagement of said teeth (4).
- the plates (5) are of high value in relation to the ease of controlling the flow by shearing the cells.
- (1) further comprises blade stabilizing bars (6) (3) having square or rectangular cross-section disposed on the lateral edges (31) of the blades (3).
- Said system (1) further comprises valves (7) which allow longitudinal movement of the cylinders (8) connected to said valves (7), located below the blades (3), the cylinders (8) connecting to each other. to the holes (34) of the blades (3) by means of the notches (35), the notches (35) being arranged over the recesses (33).
- (1) comprises four cylinders (8) and four valves (7) as shown in Figure 1.
- said structure (2) has at its ends integral walls (25), rather than hollow portions (21) and plates (22), which support and support said cylinders ( 8) and their valves (7) as shown in Figure 16.
- the system (1) comprises two cylinders (8) and two valves (7), each located on either side of the system (1), supported and fixed to integral walls (25). , as shown in figure 17.
- valves (7) and cylinders (8) can be attached to the blades (3) at the lower portions of the blades (3).
- the blades (3) are offset from each other, thereby providing a rotational momentum in the particles during closure of the blades (3) / teeth (4) 5 when necessary.
- Figures 18 and 19 also show clogged and flow simulations where they can be The action of the system (1) in the flow particles was observed.
- the guillotine valve system (1) described herein allows the user to automatically trigger it, enabling silo blocking and unlocking, flow control and also shearing of piles of reassembled materials in front of the blades.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Filling Or Emptying Of Bunkers, Hoppers, And Tanks (AREA)
- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
Abstract
Sistema de válvula guilhotina para bloqueio de silos e cisalhamento de pilha de materiais. O presente pedido de patente refere-se a um sistema de válvula tipo guilhotina, composto pelo menos de uma estrutura retangular (2) que suporta lâminas revestidas (3), dentes de desobstrução (4) e chapas (5) de revestimento para controle de fluxo e cisalhamento das pilhas, fixos ôs lâminas (3), barras estabilizadoras das lâminas (6), válvulas (7), cilindros (8) e roletes (9), sendo que o sistema tem a finalidade de bloquear e desbloquear silos de acúmulos, controlar fluxo e cisalhar partículas das pilhas de materiais, onde todo o acionamento é hidráulico/mecânico e automatizado.
Description
SISTEMA DE VÁLVULA GUILHOTINA PARA BLOQUEIO DE SILOS E CISALHAMENTO DE PILHA DE MATERIAIS CAMPO TÉCNICO
[001] O presente pedido de patente revela um sistema de válvulas tipo guilhotina para bloqueio e desbloqueio de silos, controle de fluxos e cisalhamento de pilhas de materiais remontadas a frente das pilhas das laminas .
[002] Mais precisamente, o sistema consiste principalmente em dentes de desobstrução e chapas de desgaste que auxiliam no cisalhamento das partículas das pilhas de materiais, otimizando o controle de fluxo.
ESTADO DA TÉCNICA
[003] Nos dias de hoje, não é conhecido um equipamento ou sistema automatizado capaz de controlar o fluxo e bloquear silos, além de não existir um produto com facilidade para cisalhar pilhas entupidas de minério, conforme o objeto desenvolvido e revelado por meio deste.
[004] Ainda, os sistemas atualmente utilizados não possuem acionamento hidráulico automatizado e normalmente são acionados manualmente (por meio de borboletas, manivelas, volantes, etc) , podendo em alguns casos ser posicionados na vertical, além de serem muito simples e pouco resistentes.
[005] Existem também alguns sistemas de válvulas guilhotinas, mas compreendendo laminas sem dentes ou chapas de revestimento.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
[006] O presente desenvolvimento descreve um sistema que consiste em uma válvula guilhotina de bloqueio e desbloqueio de silos de acúmulos, acionada por sistemas
hidráulicos/mecânicos, constituída e formada pelo menos por chassis metálicos, dentes obturadores, laminas de fechamento e chapas de revestimento, que possibilita o bloqueio e desbloqueio de silos, sendo que estes materiais são altamente resistentes a abrasão, desgaste e impactos.
[007] Dessa forma, o sistema de válvula guilhotina permite ao usuário acionamento automatizado do mesmo, possibilitando bloqueios e desbloqueios de silos, controle de fluxos e também cisalhamento de pilhas de materiais remontadas a frente das laminas.
[008] Um dos principais aspectos do presente objeto é o fato de possuir dentes nas frentes das laminas que diminuem a área de contato com as partículas a serem desobstruídas, aumentando assim significativamente as pressões de contatos.
[009] Outro aspecto interessante da válvula são as defasagens entre as laminas, permitindo dessa maneira proporcionar um momento rotacional nas partículas durante o fechamento quando necessário. A inovação no ponto de fabricação do objeto consiste também em montagens dos sistemas de atuadores hidráulicos na partes traseiras das laminas e nas partes inferiores das laminas, assim, protegendo os mesmos contra impactos das partículas e dos danos de desgastes, em que esta configuração permite uma fabricação otimizada do chassi proporcionando menores tamanhos e comprimentos dos mesmos, reduzindo significativamente os custos dos equipamentos, viabilizando- os às instalações em layouts já existentes e com tamanhos reduzidos.
[010] Ainda, as laminas atuam e desatuam de
forma simultâneas, combinadas e alternadas, dependendo de qual será a necessidade identificada pelo sistema.
[011] O presente sistema trata de uma das mais modernas ferramentas para análise de Elementos Discretos (DEM), as mesmas que validam aeronaves para conceitos e projetos aerodinâmicos.
[012] Para melhor entendimento serão apresentadas a seguir figuras esquemáticas da invenção, cujas dimensões e proporções não são necessariamente as reais, pois as figuras têm apenas a finalidade de apresentar didaticamente a aplicação, cuja abrangência de proteção está determinada pelo escopo das reivindicações anexas.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[013] A presente invenção será melhor compreendida através das figuras que de modo esquemático representam:
[014] Figura 1 - Apresenta uma vista em perspectiva do sistema em sua posição inicial/aberta;
[015] Figura 2 - Apresenta uma vista em perspectiva do sistema em sua posição final/fechada;
[016] Figura 3 - Apresenta uma vista lateral do sistema;
[017] Figura 4 - Apresenta uma vista superior do sistema em sua posição inicial/aberta;
[018] Figura 5 - Apresenta uma vista em seção transversal lateral do sistema em sua posição intermediária;
[019] Figura 6 - Apresenta uma vista em perspectiva do detalhe dos dentes do sistema em sua posição final/fechada;
[020] Figura 7 - Apresenta uma vista superior
do sistema em sua posição final/fechada;
[021] Figura 8 - Apresenta uma vista inferior do sistema em sua posição final/fechada;
[022] Figura 9 - Apresenta vistas esquemáticas de um fluxo passando pelo sistema de válvulas para controle de fluxo em silos;
[023] Figura 10 - Apresenta uma vista frontal do sistema de válvulas para controle de fluxo em silos, por onde passam grãos;
[024] Figura 11 - Apresenta uma vista em perspectiva explodida do sistema;
[025] Figura 12 - Apresenta uma vista lateral esquemática do sistema em sua posição final/fechada;
[026] Figura 13 - Apresenta uma vista em perspectiva do detalhe da lâmina com os dentes do sistema;
[027] Figura 14 - Apresenta uma vista em perspectiva do detalhe das chapas de revestimento com os dentes do sistema;
[028] Figura 15 - Apresenta uma vista em perspectiva do detalhe das chapas de revestimento com os dentes, fixados na lamina do sistema;
[029] Figura 16 - Apresenta uma vista em perspectiva de uma realização alternativa do sistema; e
[030] Figura 17 - Apresenta uma vista em perspectiva de uma segunda realização alternativa do sistema.
[031] Figura 18 - Apresenta vistas esquemáticas da atuação do sistema em uma simulação com entupimento.
[032] Figura 19 - Apresenta vistas esquemáticas da atuação do sistema em uma simulação com fluxo.
[033] Figura 20 - Gráfico mostrando a
deformação total do sistema.
[034] Figura 21 - Gráfico mostrando o estresse do sistema.
[035] Figura 22 - Gráfico comparativo das forças normal e tangencial do sistema.
[036] Figura 23 - Gráfico mostrando o bloqueio de material em dentes alinhados.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[037] De acordo com as figuras 1 e 11, é possível observar o sistema de válvulas para controle de fluxo em silos (1) e os elementos e peças que o compõem. O dito sistema (1) compreende pelo menos uma estrutura retangular (2) que suporta lâminas revestidas (3), dentes de desobstrução (4) e chapas (5) de revestimento para controle de fluxo e cisalhamento das pilhas, fixos às lâminas (3) , barras estabilizadoras das lâminas (6), válvulas (7), cilindros (8) e roletes (9).
[038] A estrutura (2) é composta por uma moldura substancialmente retangular, com uma altura 5 suficiente paraconter todos os elementos do sistema (1), compreendendo, preferencialmente, em suas extremidades uma porção vazada (21) e placas (22), dessa forma, contendo os ditos cilindros (8), permitindo sua movimentação longitudinal .
[039] A dita estrutura (2) é ainda vazada internamente e compreende barras (23) dispostas no sentido transversal, dando mais resistência e qualidade à estrutura (2). Nas laterais centrais internas, são dispostas duas séries de roletes (9), fixados linearmente nas laterais, possibilitando o suporte e a movimentação das lâminas (3).
[040] Adicionalmente, as extremidades da dita estrutura (2) podem conter um formato trapezoidal, e na porção central de suas laterais externas são localizadas placas verticais (24).
[041] Ainda com relação as figuras 1 e 11, pode-se observar as lâminas revestidas (3) , onde nas porções internas ao sistema (1) as lâminas são vazadas, compreendendo bordas retangulares (31) , possibilitando que as lâminas deslizem longitudinalmente sobre os roletes (9), e suportes (32) para encaixe dos dentes (4) e das chapas (5) . Ainda, nas porções externas ao sistema (1) das lâminas, são localizadas reentrâncias (33), furos (34) e encaixes (35), os quais permitem a fixação dos cilindros (8), conforme será descrito posteriormente .
[042] Uma das inovações da presente invenção é a presença de dentes de desobstrução (4) e chapas (5) de revestimento para controle de fluxo e cisalhamento de pilhas, ■permitindo a fácil desobstrução das pilhas e bloqueamento dos silos. As ditas chapas (5) são peças de alta resistência ao desgaste e possuem uma inclinação (52), que acompanha o ângulo de inclinação dos dentes (4), e em que as ditas chapas (5) compreendem cunhas (51), para encaixe dos ditos dentes (4) . As chapas (5) são de alta valia em relação 5 à facilidade de controlar o fluxo bloqueando as pilhas por cisalhamento .
[043] Conforme mencionado acima, o dito sistema
(1) compreende adicionalmente barras (6) estabilizadoras das lâminas (3), possuindo seção transversal quadrada ou retangular, disposta sobre as bordas laterais (31) das lâminas (3) .
[044] O dito sistema (1) compreende ainda válvulas (7) que permitem o movimento longitudinal dos cilindros (8) conectados às ditas válvulas (7), localizados abaixo das lâminas (3), sendo que os cilindros (8) se conectam aos furos (34) das lâminas (3) por meio dos encaixes (35) , os encaixes (35) sendo dispostos sobre as reentrâncias (33) .
[045] Em uma realização preferencial, o sistema
(1) compreende quatro cilindros (8) e quatro válvulas (7), conforme a figura 1.
[046] Em uma realização alternativa do presente desenvolvimento, a dita estrutura (2) possui em suas extremidades paredes (25) inteiriças, ao invés de porções vazadas (21) e placas (22), as quais apoiam e suportam os ditos cilindros (8) e as respectivas válvulas (7), conforme a figura 16.
[047] Em uma outra realização do presente pedido, o sistema (1) compreende dois cilindros (8) e duas válvulas (7), cada qual localizado em cada lado do sistema (1), suportados e fixados em paredes (25) inteiriças, conforme a figura 17.
[048] Ainda, a fixação das válvulas (7) e dos cilindros (8) nas laminas (3) podem ser feitas nas porções inferiores das laminas (3) .
[049] Conforme descrito acima, as lâminas (3) são defasadas entre si, permitindo dessa maneira proporcionar um momento rotacional nas partículas durante o fechamento das lâminas (3) /dentes (4) 5 quando necessário.
[050] As figuras 18 e 19 mostram ainda simulações com entupimento e com fluxo, onde pode ser
observada a atuação do sistema (1) em meio as partículas de fluxo .
[051] Cumpre notar que as figuras 20, 21, 22 e
23 são referentes à gráficos gerados por ferramenta para análise de Elementos Discretos (DEM) , as mesmas que validam aeronaves para conceitos e projetos aerodinâmicos.
[052] Portanto, o sistema (1) de válvula guilhotina aqui descrito permite ao usuário acionamento automatizado do mesmo, possibilitando bloqueios e desbloqueios de silos, controle de fluxos e também cisalhamento de pilhas de materiais remontadas a frente das laminas .
[053] A abrangência da presente patente de invenção, portanto, não deve ser limitada às aplicações ilustradas, mas sim, apenas aos termos definidos nas reivindicações e seus equivalentes.
Claims
1. SISTEMA DE VÁLVULA GUILHOTINA PARA BLOQUEIO DE SILOS E CISALHAMENTO DE PILHA DE MATERIAIS, caracterizado por compreender uma estrutura (2) que suporta lâminas revestidas (3), dentes de desobstrução (4) e chapas (5) de revestimento fixos às lâminas (3), barras estabilizadoras das lâminas (6), válvulas (7), cilindros (8) e roletes (9), em que a estrutura (2) é composta por uma moldura substancialmente retangular, com uma altura suficiente para conter todos os elementos do sistema (1), compreendendo em suas extremidades uma porção vazada (21) e placas (22), contendo os ditos cilindros (8), permitindo sua movimentação longitudinal, em que a dita estrutura (2) é vazada internamente e compreende barras (23) dispostas no sentido transversal, e duas séries de roletes (9) fixadas linearmente nas laterais centrais internas, suportando as lâminas (3) .
2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que a estrutura (2) contém adicionalmente um formato trapezoidal, e na porção central de suas laterais externas são localizadas placas verticais (24).
3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que as lâminas revestidas (3) são vazadas em suas porções internas ao sistema (1), compreendendo bordas retangulares (31), suportes (32) para encaixe dos dentes (4) e das chapas (5), e em suas porções externas ao dito sistema (1) são localizadas reentrâncias (33), furos (34) e encaixes (35), os quais permitem a fixação dos cilindros (8).
4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que as lâminas (3) são defasadas na vertical entre si.
5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que as chapas (5) para controle de fluxo e cisalhamento de pilhas são peças de alta resistência ao desgaste e possuem uma inclinação (52), que acompanha o ângulo de inclinação dos dentes (4), e em que as ditas chapas (5) compreendem cunhas (51), para encaixe dos ditos dentes (4) .
6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda barras (6) estabilizadoras das lâminas (3), possuindo seção transversal quadrada ou retangular, disposta sobre as bordas laterais (31) das lâminas (3) .
7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que os cilindros (8) são conectados às ditas válvulas (7) e se conectam aos furos (34) das lâminas (3) por meio dos encaixes (35), os encaixes (35) sendo dispostos sobre as reentrâncias (33).
8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que o dito sistema (1) compreende quatro cilindros (8) e quatro válvulas (7) .
9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que a dita estrutura (2) possui em suas extremidades paredes (25) inteiriças, as quais apoiam e suportam os ditos cilindros (8) e as respectivas válvulas
(7) .
10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que o sistema (1) compreende dois cilindros
(8) e duas válvulas (7), cada qual localizado em cada lado do sistema (1), suportados e fixados em paredes (25) inteiriças.
11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1,
caracterizado em que a fixação das válvulas (7) e dos cilindros (8) nas laminas (3) são feitas nas porções inferiores das laminas (3) .
Applications Claiming Priority (2)
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| BR102013011696-3A BR102013011696B1 (pt) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | Sistema de válvula guilhotina para bloqueio de silos e cisalhamento de pilha de materiais |
| BRBR102013011696-3 | 2013-05-10 |
Publications (1)
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|---|---|---|---|
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14794197 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14794197 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |