Campo da invenção :

[ 001 ] A presente invenção se insere no campo das tecnologias relacionadas à conexão entre a carcaça e o flange em máquinas elétricas verticais , mais especi ficamente , a presente invenção se aplica à conexão calandrada entre a carcaça e o flange para carcaças flangeadas verticais .

Fundamentos da invenção :

[ 002 ] Com a finalidade de propiciar um melhor entendimento da presente invenção , será apresentada uma breve explanação sobre o estado da técnica, bem como os problemas existentes , onde será possível a um técnico no assunto reconhecer os aspectos limitantes j á existentes , para num momento posterior compreender as características técnicas da solução proposta para a resolução dos problemas .

[ 003 ] De maneira geral , máquinas elétricas girantes se referem a máquinas destinadas a trans formar energia elétrica em energia mecânica . Estes equipamentos incluem, por exemplo , geradores e motores elétricos .

[ 004 ] Atualmente , a conexão entre a carcaça e o flange em máquinas elétricas verticais é reali zada por meio das próprias longarinas da máquina que são alongadas até o flange , ou ainda por meio de segmentos de chapas poligonais soldadas à estrutura da carcaça .

[ 005 ] Tais tipos de conexões geram problemas relacionados à intercambialidade de furações , uma vez que a presença de longarinas ou segmentos de chapas restringe as opções de pontos de furação para fixação entre conexão e bases j á existentes de outros equipamentos aos quais as máquinas elétricas serão conectadas, bem como dificulta o acesso aos furos para correta fixação da estrutura.

[006] Além disso, as máquinas elétricas estão frequentemente sujeitas à esforços torcionais e compressivos, de modo que a utilização de longarinas e segmentos de chapas neste tipo de conexão ocasiona deflexão excessiva na base do flange devido à falta de rigidez propiciada pela estrutura existente.

[007] Ademais, a fabricação e soldagem das longarinas e segmentos de chapas à estrutura da carcaça torna o processo complexo e oneroso, uma vez que, por serem chapas individuais, cada uma deve ser separadamente confeccionada e soldada à estrutura.

[008] Portanto, a presente invenção visa solucionar os problemas acima mencionados ao fornecer uma conexão calandrada cilíndrica ou cônica entre a carcaça e o flange, para carcaças flangeadas verticais, que promove uma melhor intercambialidade de furação, aumento da rigidez estrutural e simplicidade na construção, comparada às existentes no estado da técnica.

Estado da técnica :

[009] A busca pelo histórico da invenção em questão, levou a alguns documentos que revelam matérias dentro do campo tecnológico da presente invenção.

[010] O documento de patente EP 3 639 717 A2 descreve um motor de ventilador compreendendo um suporte de motor, uma parte de motor acomodada em um espaço interno do suporte de motor e um impulsor disposto acima do suporte de motor. O suporte de motor define: uma abertura de descarga de ar configurada para descarregar o ar descarregado do impulsor para um espaço externo do suporte de motor; uma saida de trajeto do fluxo de resfriamento disposta no lado superior do suporte de motor em uma posição entre o impulsor e a abertura de descarga de ar; e uma primeira entrada de trajeto do fluxo de resfriamento disposta em uma posição abaixo da abertura de descarga de ar e da saida de trajeto do fluxo de resfriamento. O documento se refere, portanto, a um motor de ventilador com um motor e ventilador integrados e, mais particularmente, a uma estrutura de motor de ventilador capaz de aumentar a potência de um motor e resfriar o motor suavemente enquanto reduz o tamanho e o peso do motor de ventilador. Diferentemente da presente invenção, o documento apresenta aberturas para descarga do fluxo de ar e diz respeito ao circuito de ventilação da máquina, não fornecendo, portanto, uma solução aos problemas associados à intercambialidade de fixação da máquina.

[011] Ainda, o documento de patente WO 2017/194522 se refere a uma estrutura de estator de uma máquina elétrica tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta. Um flange se projeta da primeira extremidade e envolve a primeira extremidade. A estrutura do estator tendo canais de fluido de resfriamento e aletas de resfriamento na superfície externa da estrutura do estator se estendendo da primeira extremidade para a segunda extremidade. A estrutura de estator é formada como uma única peça. As extremidades das paredes externas dos canais de fluido de resfriamento na primeira extremidade são conectadas ao flange e as aletas de resfriamento se estendem até a junção do flange e a primeira extremidade. Diferentemente da presente invenção, o documento mencionado apresenta canais de fluido ou aletas para res friamento na superfície da carcaça e ens ina sobre uma carcaça integral fabricada em ferro fundido , tornando a construção da estrutura mais complexa .

[ 012 ] O documento CN 204156639 U descreve um modelo de utilidade que fornece um tipo de suporte de máquina elétrica de modo de console e o motor é separado do redutor por este suporte de máquina elétrica de modo de console . O motor é conectado a um suporte por meio de parafusos , e por sua vez , conectado ao redutor de forma não rígida . O suporte do motor é soldado e parafusado à estrutura principal . Assim, motor e redutor ficam completamente isolados da estrutura, reduzindo a transmissão de vibração às máquinas . De maneira di ferente da presente invenção , o documento atribui o aumento da rigidez e redução da vibração à forma de fixação do suporte à estrutura, e não ao formato do suporte . Além disso , os rasgos feitos na estrutura do documento são para inspeção ou aj uste da centrali zação .

[ 013 ] Por fim, o documento de patente US 3 , 617 , 784 revela um motor elétrico tendo uma parte estacionária formada com uma ranhura anular e que é montado em um membro em uma abertura no mesmo . O membro na abertura tem uma borda interna que inclui uma porção que se estende para dentro entre um par de O-ríngs elastoméricos dispostos no fundo da ranhura . A borda interna do membro com aberturas funciona para manter os O-ríngs em engate por fricção com a parte do motor . Cada um dos O-ríngs em tal engate friccionai com a parte do motor pressiona um contra o outro com cada um dos O-ríngs se apoiando em um di ferente dos ressaltos axialmente espaçados da ranhura em engate de vedação com o mesmo . O referido documento aborda a utili zação dos dois O-ríngs montados em um rebaixo na carcaça do motor . Por meio dessa configuração , é possível montar e desmontar simpli f icadamente o cone que forma o flange . Todavia, o documento não menciona rasgos para fixação , tampouco trata do problema associado à intercambialidade da fixação da máquina ou à rigidez do flange , sendo focado apenas na montagem e desmontagem do equipamento .

Breve descrição da invenção :

[ 014 ] A presente invenção se insere no campo das tecnologias relacionadas à conexão entre a carcaça e o flange em máquinas elétricas verticais , mais especi ficamente , a presente invenção se aplica à conexão calandrada ci líndrica ou cônica entre a carcaça e o flange para carcaças flangeadas verticais .

[ 015 ] A invenção trata de uma conexão calandrada cônica ou cilíndrica disposta entre a carcaça e o flange para carcaças flangeadas verticais que promove : a intercambialidade dos meios de furação , o aumento da rigidez torcional da estrutura, de modo a suportar elevados carregamentos na base , e a simplicidade de construção , por fornecer um componente calandrado e formado por uma ou mais tiras de chapas soldadas à estrutura .

[ 016 ] Os obj etivos da presente invenção são alcançados ao fornecer uma conexão calandrada que compreende : uma extremidade superior ; uma extremidade inferior ; e pelo menos uma abertura ; a extremidade superior sendo fixada a porção inferior de uma carcaça e a extremidade inferior sendo fixada a um flange que circunda a extremidade inferior .

Breve descrição das figuras :

[ 017 ] A presente invenção passará a ser descrita a seguir com referência às concreti zações tipicas da mesma e também com referência aos desenhos apensos , nos quais :

[ 018 ] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva tridimensional de uma máquina elétrica, de acordo com um exemplo de aplicação da presente invenção .

[ 019 ] A Figura 2 mostra também uma vista em perspectiva tridimensional de uma máquina elétrica, de acordo com um exemplo de aplicação da presente invenção .

[ 020 ] A Figura 3 mostra também uma vista em perspectiva tridimensional ampliada de uma seção de máquina elétrica com destaque para uma conexão calandrada cônica, de acordo com uma configuração preferencial da presente invenção .

[ 021 ] A Figura 4 mostra uma vista inferior em perspectiva tridimensional de uma seção de máquina elétrica, de acordo com uma configuração preferencial da presente invenção .

[ 022 ] A Figura 5 mostra uma vista frontal de uma máquina elétrica com conexão calandrada reta, de acordo com um exemplo de aplicação da presente invenção .

[ 023 ] A Figura 6 mostra uma vista frontal de uma máquina elétrica com conexão calandrada cônica, de acordo com um outro exemplo de aplicação da presente invenção .

[ 024 ] A Figura 7 mostra uma configuração para uso da conexão calandrada e sua respectiva vista plani ficada, de acordo com um exemplo de aplicação da presente invenção .

[ 025 ] A Figura 8A mostra uma vista tridimensional de uma máquina elétrica com destaque para uma conexão calandrada cônica, de acordo com uma configuração preferencial da presente invenção .

[ 026 ] A Figura 8B mostra em detalhe ampliado a conexão calandrada cônica, de acordo com uma configuração preferencial da presente invenção.

Descrição detalhada da invenção:

[027] A presente invenção é aplicada na área de conexões entre carcaça e flange em máquinas elétricas verticais, mais especificamente, a presente invenção se refere a uma conexão calandrada 300 cilíndrica ou cônica entre carcaça 200 e flange 400 em máquinas elétricas girantes verticais 100, conforme ilustrado na Figura 1 do presente pedido, de acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção.

[028] Deste modo, a presente invenção traz inúmeros benefícios e vantagens ao seu campo de aplicação, como será melhor esclarecido abaixo.

[029] Em geral, conexões entre carcaças e flanges em máquinas elétricas girantes verticais são realizadas por meio da utilização das próprias longarinas do motor alongadas até o flange, ou então por meio de segmentos de chapas poligonais soldadas à estrutura da carcaça. Estes tipos de conexões geram problemas relacionados à intercambialidade dos meios de fixação entre as bases já existentes e as máquinas elétricas girantes devido à disposição das longarinas das referidas conexões. Além disso, um outro problema identificado, diz respeito à insuficiente rigidez conferida à estrutura ao utilizar as conexões já conhecidas do estado da técnica, o que é observado pela alta deflexão na base dos flanges. Ainda, um outro problema diz respeito à complexidade e custo de construção dessas conexões (utilização de várias chapas e soldagem individualizada) .

[030] Portanto, em vista dos problemas identificados, a presente invenção propõe uma solução que confere maior intercambialidade dos meios de furação, aumento da rigidez estrutural e simplicidade na construção por meio de uma conexão calandrada 300 , que compreende : uma extremidade superior 310 ; uma extremidade inferior 320 ; e pelo menos uma abertura 330 ; a extremidade superior 310 sendo fixada a porção inferior 210 de uma carcaça 200 e a extremidade inferior 320 sendo fixada a um flange 400 que circunda a extremidade inferior 320 .

[ 031 ] Ademais , será evidente para um técnico no assunto , que a conexão calandrada 300 da presente invenção poderá ser utili zada em qualquer máquina elétrica girante .

[ 032 ] Fazendo referência aos desenhos , e em particular às Figuras 2 e 3 , uma seção ampliada de máquina elétrica vertical 100 é ilustrada . A referida seção ampliada inclui uma conexão calandrada 300 disposta entre uma carcaça vertical 200 e um flange 400 . A conexão calandrada 300 compreendendo uma extremidade superior 310 que é fixada à porção inferior da carcaça 210 , e uma extremidade inferior 320 que é fixada ao flange 400 . O flange 400 circundando a extremidade inferior 320 da conexão calandrada 300 .

[ 033 ] As extremidades superior 310 e inferior 320 são , preferencialmente , perfis substancialmente circulares , e são empregadas a máquinas elétricas e interfaces com as mais variadas dimensões . Portanto , será apreciado por um técnico no assunto que os diâmetros das extremidades superior 310 e inferior 320 da conexão calandrada 300 podem variar de acordo com a aplicação desej ada .

[ 034 ] Conforme demonstrado na Figura 3 , a conexão calandrada 300 é preferencialmente uma conexão calandrada em formato de cone , ou cônica, com a extremidade inferior 320 se estendendo para fora em relação ao eixo central da conexão calandrada 300. O cone funciona como um tubo, garantindo elevada rigidez torcional e à compressão. A utilização do cone permite aproximar a linha dos furos 410 com a base do cone, o que também contribui para uma maior rigidez do flange 400 e de toda a estrutura associada à máquina elétrica. Neste caso, para conexão calandrada em formato de cone, o cone é inclinado em relação ao plano horizontal entre 90° e 30° graus. Todavia, tais valores não são limitativos, e a rigidez da conexão deverá ser adequada a cada projeto. Além disso, é previsto em uma modalidade alternativa que a conexão calandrada em formato de cone também possa apresentar uma configuração invertida, com o diâmetro da extremidade superior 310 maior do que o diâmetro da extremidade inferior 320.

[035] Opcionalmente, é previsto que a conexão calandrada 300 é uma conexão calandrada cilíndrica, ou reta, como pode ser visto na Figura 5.

[036] De acordo com um exemplo de aplicação da presente invenção, a conexão calandrada 300 possui altura entre cerca de 50 mm e 600 mm. Todavia, tais valores não são limitativos, uma vez que a conexão calandrada 300 pode ser fabricada para ser utilizada em diferentes modelos e tamanhos de carcaças de máquinas elétricas.

[037] Como observado nas Figuras 3 a 6, a extremidade superior 310 da conexão calandrada 300 é fixada a porção inferior 210 da carcaça 200 por meio de parafusos, rebites, solda, ou qualquer outro meio de fixação apropriado. De maneira similar, a extremidade inferior 320 da conexão calandrada 300 é fixada ao flange 400 também por meio de parafusos , rebites , solda ou qualquer outro meio de fixação apropriado .

[ 038 ] A conexão calandrada 300 da presente invenção possui ainda aberturas 330 , ou rasgos , sobre os furos 410 do flange 400 para permitir o acesso e o devido aperto aos parafusos de fixação da máquina elétrica, ou qualquer outro tipo de meios de fixação utili zados . As aberturas 330 são posicionadas preferencialmente na extremidade inferior 320 da conexão calandrada 300 , de modo a permitir o acesso do meio utili zado para aperto dos parafusos de fixação utili zados .

[ 039 ] O atendimento aos requisitos de intercambialidade de furação é associado ao fato da presença das aberturas 330 na conexão calandrada 300 conforme a quantidade e disposição de furos 410 necessários no flange 400 . É previsto pela presente invenção atender a condições em que a disposição dos furos 410 não necessariamente é simétrica .

[ 040 ] Ainda, como as aberturas 330 da presente invenção são proj etadas para se adaptarem tanto ao número de furos 410 quanto à distribuição dos mesmos ao longo do flange 400 , o que também varia de acordo com a base à qual a estrutura será fixada, é previsto que a conexão calandrada 300 possua pelo menos uma abertura 330 . Além disso , a pelo menos uma abertura 330 pode ter formato quadrado , retangular, circular, substancialmente poligonal , ou qualquer outra forma geométrica aplicável às especi ficidades de proj eto . Preferencialmente , a pelo menos uma abertura 330 possui formato substancialmente poligonal . [041] É previsto que a conexão calandrada possa ser conformada a partir de um dentre os seguintes materiais: aço, ferro fundido, dentre outros.

[042] De acordo com as Figuras 2, 3, 8A e 8B, a conexão calandrada 300 pode ser projetada de modo que a pelo menos uma abertura 330 da conexão calandrada 300 seja disposta sobre pelo menos um furo de fixação 410 do flange 400.

[043] Como mencionado anteriormente, uma das características da presente invenção é associada a intercambialidade de furação e ao fato de o número de aberturas 330 na conexão calandrada 300 variar conforme a quantidade e distribuição de furos de fixação 410 do flange 400. Opcionalmente, é previsto que o número de aberturas 330 na conexão calandrada 300 varia em relação ao número de furos de fixação 410 do flange 400 em uma das seguintes proporções: 1:1, 1:2, 1:3.

[044] É ainda um diferencial da presente invenção fornecer simplicidade na construção da conexão calandrada 300. Esta característica é alcançada devido ao cone calandrado, ou tubo, ser formado por uma ou mais tiras de chapas soldadas à estrutura, como pode ser observado na Figura 7, em que Ai representa uma configuração para uso da conexão calandrada 300 em tira única de chapa e A2 representa sua respectiva vista planificada. De maneira opcional, um técnico no assunto irá vislumbrar a possibilidade de a conexão calandrada 300 ser formada a partir de pelo menos duas tiras, ao invés de uma, simétricas ou não, dependendo do tamanho e restrições dimensionais dos "blanks" de chapa disponíveis . [045] A conexão calandrada 300 da invenção pode ser aplicada a qualquer máquina que possua flange, como por exemplo, geradores, bombas, motores verticais, entre outros.

[046] Desse modo, os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção descrita nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.