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Patent Searching and Data


Title:
MECHANICAL VIBRATOR WITH A BEARING CASE FOR VIBRATING SCREENS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/113666
Kind Code:
A1
Abstract:
The claimed vibrating screens (PV) have a perforated deck (11), two sidewalls (12) and a mechanical vibrator (VM) with two shafts (20) that rotate at the same speed in opposite directions, each end portion (20a) of the shafts carrying an eccentric weight (30) and being supported on bearings (21) mounted on the sidewalls (12) of the vibrating screen (PV). The adjacent end portions (20a) of the shafts (20) are supported on bearings (40) mounted in a single bearing case (50) fastened to crossbeams (13), the opposite ends of which are fastened to the sidewalls (12) of the vibrating screen (PV). Each end portion (20a) of a shaft (20) carries an eccentric weight (30) with a total mass that differs from the mass of the eccentric weights (30) of the end portions of the other shaft (20), the shafts (20) rotating with predetermined phases which define the inclination of the major axis of an elliptical movement imparted to the perforated deck (11).

Inventors:
KATO, Sadao (Rua Professor Souza Barros, 180 - Vila Guarani, -100 São Paulo - SP, 04307-100, BR)
REZENDE JÚNIOR, Fausto (Rua Boa Esperança, 900 - Carmo, -730 Belo Horizonte - MG, 30310-730, BR)
OGAWA, Ricardo, Maerschner (Avenida Três de Março, 200 QE6 - Alto da Boa Vista, -180 Sorocaba - SP, 18087-180, BR)
Application Number:
BR2018/050457
Publication Date:
June 20, 2019
Filing Date:
December 12, 2018
Export Citation:
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Assignee:
METSO BRASIL INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. (Av. Independência, 2500 - Iporanga, -101 Sorocaba - SP, 18087-101, BR)
International Classes:
B07B1/34; B07B1/28; B07B1/36; B07B1/44; B07B1/49; B07B1/50
Foreign References:
US4632751A1986-12-30
US4197194A1980-04-08
US4340469A1982-07-20
US4255254A1981-03-10
US6349834B12002-02-26
US5051171A1991-09-24
Attorney, Agent or Firm:
ARNAUD, Antonio M. P. (Rua José Bonifácio, 93 - 8° Floor, -901 São Paulo - São Paulo, 01003-901, BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

1. Vibrador mecânico de caixa, para peneiras vibratórias do tipo que compreende pelo menos um piso perfurado (11) definido entre duas paredes laterais (12), sendo que o vibrador mecânico (VM) compreende dois eixos (20) transversais ao eixo geométrico longitudinal da peneira vibratória (PV) , girando com a mesma rotação, em sentidos opostos e tendo cada uma de suas porções extremas (20a) carregando pelo menos um peso excêntrico (30) e sendo rotativamente apoiada em mancais (40) sustentados pelas paredes laterais (12) opostas da peneira vibratória (PV) , sendo o vibrador mecânico (VM) caracterizado pelo fato de os dois eixos (20) terem suas porções extremas (20a), adjacentes entre si, apoiadas em mancais (40) montados em uma mesma caixa de mancai (50) que é removivelmente fixada sobre vigas (13), transversais ao eixo geométrico longitudinal da peneira vibratória (PV) e tendo extremos opostos fixados nas paredes laterais (12) da peneira vibratória (PV) , cada uma das porções extremas (20a) de um eixo (20) carregando pelo menos um peso excêntrico (30) com massa total diferente daquela do peso excêntrico (30) carregado em cada uma das porções extremas (20a) do outro eixo (20), ditos eixos (20) girando em fases determinadas, definidoras da inclinação, para frente e para cima, do eixo maior de um movimento elíptico imprimido ao piso perfurado (11) .

2. Vibrador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada caixa de mancai (50) compreender um par de paredes laterais opostas (51), sendo as porções extremas (20a), adjacentes entre si, dos dois eixos (20) apoiadas, cada uma, em um par de mancais (40), cada mancai (40) sendo montado em uma parede lateral (51) da respectiva caixa de mancai (50).

3. Vibrador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de cada uma das porções extremas (20a) de um eixo (20) carregar uma engrenagem (60) engatada com uma engrenagem (60) carregada pela adjacente porção extrema (20a) do outro eixo (20), sendo ditas engrenagens (60) alojadas no interior de uma mesma caixa de mancai (50), entre os dois mancais (40) de apoio da respectiva porção extrema (20a) dos eixos (20) .

4. Vibrador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de cada uma das duas caixas de mancai (50) ser disposta em um dos lados da peneira vibratória (PV) , próximo de uma respectiva parede lateral (12) dessa última, sendo as porções extremas (20a) de apenas um dos dois eixos (20), definidor de um eixo motriz, ligadas entre si por uma porção intermediária (20b) do respectivo eixo (20) e por respectivos acoplamentos flexíveis/cardans (20c) .

5. Vibrador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de ser montado deslocado para cima em relação ao centro de gravidade da peneira vibratória (PV) , em um posicionamento longitudinal, em relação a essa última, que equilibra os impulsos excêntricos, longitudinais e transversais sobre as porções de alimentação e de saída de material a granel do piso perfurado (11) .

6. Vibrador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de as duas caixas de mancai (50) e os eixos (20) serem cobertos por uma carenagem protetora (70) removivelmente fixada sobre as vigas (13) .

Description:
"VIBRADOR MECÂNICO DE CAIXA, PARA PENEIRAS VIBRATÓRIAS"

Campo da invenção

[001] Refere-se a presente invenção a um vibrador mecânico com mecanismo de caixa, a ser montado em peneiras vibratórias de separação de material a granel, para fazer vibrar um fundo perfurado de pelo menos um elemento de peneira, sendo o vibrador mecânico do tipo que compreende um par de caixas de mancai suportadas pelas paredes laterais estruturais da peneira vibratória e sustentando as porções extremas opostas de eixos rotativos, transversais ao eixo longitudinal da peneira vibratória, ditas porções extremas dos eixos carregando pesos excêntricos.

Técnica anterior

[002] O processo de separação de grãos ou partículas, de diferentes tamanhos e a granel, em máquinas ou peneiras vibratórias, compreende a passagem do material a granel ao longo do piso perfurado de um elemento de peneira que é feito vibrar para que, com o deslocamento do material a granel, as partículas menores passem através dos furos do piso perfurado, para serem separadamente liberadas das partículas maiores sendo deslocadas por sobre o piso perfurado.

[003] O movimento vibratório, imprimido à peneira vibratória e ao seu piso perfurado de separação, tem o objetivo de provocar o translado do material a granel por sobre o piso perfurado e também um impulso ascendente ao material em translação, para impedir que uma partícula, não passante por um furo do piso perfurado, fique nele permanentemente encravada, obstruindo a passagem de outras partículas menores pelo furo.

[004] Em uma das conhecidas construções de peneira vibratória, o piso perfurado é deslocado em movimento linear reciprocante, segundo uma direção inclinada, para frente e para cima, em relação ao piso perfurado, sendo esse movimento obtido pela provisão de dois eixos transversais, com suas porções extremas rotativamente apoiadas em respectivos pares de mancais alojados, cada par, em uma respectiva caixa de mancai que é, por sua vez, fixada através de uma respectiva parede lateral da peneira vibratória.

[005] Cada porção extrema de cada eixo carrega pelo menos um peso excêntrico, sendo os eixos girados em sentidos opostos e com a mesma frequência e em fases determinadas, as quais definem a inclinação da direção do movimento linear reciprocante, em relação ao plano do piso perfurado.

[006] A eficiência de separação de uma peneira vibratória depende de vários fatores dentre os quais podem ser citados a espessura da camada de material a granel em deslocamento sobre o piso perfurado e o tempo de permanência do material a granel sobre o referido piso perfurado. Além dos dois fatores acima, deve ser considerada ainda a manutenção dos furos do piso perfurado em uma condição desobstruída.

[007] Assim, é desejável que a manta de material a granel, em translado sobre o piso perfurado, seja deslocada linearmente para frente e também ascendentemente impulsionada, de modo intermitente e a uma frequência determinada, para melhor revolver o material a granel e ainda deslocar, para cima e para fora dos furos, as partículas que estiverem entupindo esses últimos.

[008] Considerando fatores acima mencionados e relevantes ao peneiramento vibratório de material a granel, foi proposta outra conhecida construção de peneira vibratória, segundo o piso perfurado da peneira vibratória é deslocado em movimento elíptico, com seu eixo longitudinal maior disposto segundo uma direção inclinada, para frente e para cima, em relação ao piso perfurado, sendo esse movimento obtido pela provisão de três eixos transversais, com suas porções de eixo extremas rotativamente apoiadas em respectivos pares de mancais alojados, cada par, em uma respectiva caixa de mancai que é, por sua vez, fixada através de uma respectiva parede lateral da peneira vibratória, com os eixos geométricos de giro dos pesos excêntricos dispostos na altura ou pouco acima do centro de gravidade da peneira vibratória.

[009] Cada porção extrema de cada eixo carrega pelo menos um peso excêntrico, geralmente de mesma massa total, sendo dois eixos girados em um mesmo sentido, oposto ao sentido de giro do terceiro eixo, mas todos com a mesma frequência e em fases determinadas, para definirem a inclinação do eixo maior do movimento elíptico, sendo a diferença de massas definidora da relação dimensional entre os eixos maior e menor do movimento elíptico.

[0010] Apesar de a solução construtiva de três eixos, acima citada, produzir a desejada movimentação elíptica do piso perfurado, ela requer a provisão dos três eixos, cada um carregando pesos extremos excêntricos e sendo os três eixos sincronizados por meio de um maior número de engrenagens. Essa solução construtiva resulta em um vibrador mecânico pesado, de maiores dimensões e de custo relativamente mais elevado .

[0011] Visando simplificar a construção das peneiras vibratórias, foi proposta mais uma solução construtiva de vibrador mecânico com apenas dois eixos, mas capaz de produzir, no piso perfurado da peneira vibratória, um deslocamento em movimento elíptico, com seu eixo longitudinal maior disposto segundo uma direção inclinada, para frente e para cima, em relação ao piso perfurado, sendo esse movimento obtido pela provisão de dois eixos transversais, com suas porções de eixo extremas rotativamente apoiadas em respectivos mancais alojados em respectivas caixas de mancai que são, por sua vez, fixadas através de uma respectiva parede lateral da peneira vibratória.

[0012] Cada porção extrema de cada eixo carrega pelo menos um peso excêntrico com massa total diferente daquela do outro eixo, sendo os dois eixos girados em sentidos opostos, com a mesma frequência e em fases determinadas, para definirem a inclinação do eixo maior do movimento elíptico, sendo a diferença de massas dos pesos excêntricos, entre os dois eixos, definidora da relação dimensional entre os eixos maior e menor do movimento elíptico.

[0013] As construções acima comentadas podem ser encontradas nas descrições e desenhos dos documentos de patente PI0602585-4 e PI1105435-2.

[0014] Mesmo apresentando uma construção de dois eixos, mais leve e simples que aquela de três eixos, imprimindo ao piso perfurado da peneira vibratória um movimento elíptico mais eficiente, essa terceira construção conhecida ainda apresenta uma deficiência comum às outras duas soluções anteriores acima comentadas e que resulta do fato de o vibrador mecânico ter suas caixas de mancai montadas através de regiões medianas das paredes laterais opostas da peneira vibratória .

[0015] Com as construções acima comentadas o vibrador mecânico é montado no interior da estrutura da peneira vibratória, o que torna bastante complexas, demoradas e onerosas, as operações de desmontagem e montagem de seus componentes para manutenção. As operações de manutenção são geralmente realizadas, em função da incorporação estrutural do vibrador à peneira vibratória, em ambientes altamente poluídos, tornando ainda mais problemáticas as referidas operações, exigindo indesejáveis períodos de interrupção operacional do equipamento.

Sumário da invenção

[0016] Em função dos inconvenientes dos vibradores mecânicos providos de dois ou três eixos e montados através das paredes laterais opostas de uma peneira vibratória, para imprimir movimento linear reciprocante ou elíptico ao piso perfurado da peneira vibratória, a presente invenção tem o objetivo de prover um vibrador mecânico de caixa, capaz de imprimir movimento elíptico ao piso perfurado da peneira vibratória, de dimensões reduzidas a apenas dois eixos transversais à peneira e permitindo operações de montagem e desmontagem fáceis e rápidas em relação à estrutura da peneira vibratória.

[0017] Conforme já anteriormente mencionado, o vibrador mecânico em questão é aplicado em peneiras vibratórias que compreendem pelo menos um piso perfurado definido entre duas paredes laterais opostas, sendo que o vibrador mecânico compreende dois eixos transversais ao eixo geométrico longitudinal da peneira vibratória, girando com a mesma rotação, em sentidos opostos e tendo cada uma de suas porções extremas carregando pelo menos um peso excêntrico, ditas porções extremas sendo rotativamente apoiadas em mancais sustentados pelas paredes laterais opostas da peneira vibratória .

[0018] De acordo com a invenção, os dois eixos têm suas porções extremas adjacentes apoiadas em mancais montados em uma mesma caixa de mancai que é removivelmente fixada sobre vigas transversais à peneira vibratória e tendo extremos opostos fixados nas paredes laterais dessa última. Cada uma das porções extremas de um eixo carregando pelo menos um peso excêntrico com massa total diferente daquela do peso excêntrico carregado em cada uma das porções extremas do outro eixo. Os eixos giram em fases determinadas, definidoras da inclinação, para frente e para cima, em relação ao piso perfurado, do eixo maior de um movimento elíptico imprimido ao piso perfurado.

[0019] A construção proposta pela invenção permite que o giro dos dois eixos, carregando, cada um, pesos diferentes daquele do outro eixo, imprima um desejado movimento elíptico ao piso perfurado da peneira vibratória, com a razão dimensional entre os eixos maior e menor do movimento elíptico determinada pela diferença de massa excêntrica entre os dois eixos. Além disso, a construção proposta permite que seja eliminada a fixação do vibrador mecânico através das paredes laterais da peneira vibratória, ficando os mancais fixados em respectivas caixas de mancai montadas sobre vigas transversais, dispostas transversalmente sobre a peneira, permitindo que o vibrador mecânico, compreendendo as caixas de mancai, os mancais e os eixos, seja facilmente destacável para manutenção ou substituição.

Breve descrição dos desenhos

[0020] A invenção será a seguir descrita fazendo-se referência aos desenhos anexos, dados a título de exemplo de uma possível concretização da invenção e nos quais:

[0021] A figura 1 representa uma vista em perspectiva simplificada de uma peneira vibratória provida de dois pisos perfurados dispostos entre duas paredes laterais nas quais é fixado, de modo removível, o vibrador mecânico da invenção;

[0022] A figura 2 ilustra, de modo esquemático e simplificado, uma vista em corte transversal da peneira vibratória e do vibrador mecânico ilustrados na figura 1;

[0023] A figura 3 ilustra, esquematicamente e em vista lateral, uma peneira vibratória com um vibrador mecânico de acordo com a invenção, provido de dois eixos transversais giratórios em sentidos opostos e na mesma frequência, cada um dos quais carregando, em suas porções extremas, um par de pesos excêntricos, tendo uma massa total diferente daquela dos pesos excêntricos do outro eixo, estando os pesos excêntricos em uma primeira posição correspondente ao deslocamento elíptico, longitudinal e ascendente, do piso perfurado;

[0024] A figura 3A representa, esquematicamente, os pesos excêntricos dos dois eixos na mesma primeira posição longitudinal ascendente ilustrada na figura 3;

[0025] As figuras 3B, 3C e 3D representam, esquematicamente, os pesos excêntricos dos dois eixos, em posições que representam os outros três deslocamentos, transversal ascendente, longitudinal descendente e transversal descendente, respectivamente, do piso perfurado da peneira vibratória, segundo os dois eixos do movimento elíptico desejado; e

[0026] A figura 4 representa, de modo esquemático, uma vista em planta superior da peneira vibratória ilustrada na figura 3 e tendo os dois eixos transversais do vibrador mecânico conectados entre si por engrenagens;

Descrição detalhada da invenção

[0027] Conforme ilustrado e já anteriormente mencionado, a invenção diz respeito, de um modo geral, a peneiras vibratórias PV para classificação de material a granel e, mais especificamente, àquelas peneiras do tipo que compreende pelo menos um elemento de peneira 10, geralmente em forma de calha alongada e perfil substancialmente em forma de "U" e tendo um piso perfurado 11 sobre o qual é transportada uma carga continua de material a granel tal como minérios diversos, sendo o piso perfurado 11 definido entre duas paredes laterais 12 da peneira vibratória PV.

[0028] Conforme ilustrado, o vibrador mecânico VM compreende um par de eixos 20 transversais ao eixo geométrico longitudinal da peneira vibratória 10, cada um tendo uma porção extrema 20a que carrega pelo menos um peso excêntrico 30.

[0029] Na construção ilustrada, as porções extremas 20a, adjacentes entre si, dos eixos 20 são rotativamente apoiadas em mancais 40 que são montados em uma mesma caixa de mancai 50 que é removivelmente fixada sobre vigas 13, geralmente em número de duas e transversais ao eixo geométrico longitudinal da peneira vibratória PV. Os extremos opostos das vigas 13 são fixados nas paredes laterais 12 da peneira vibratória PV, geralmente na face interna de referidas paredes laterais.

[0030] De acordo com a construção ilustrada, cada caixa de mancai 50 compreende um par de paredes laterais opostas 51, sendo que as porções extremas 20a, adjacentes entre si, dos dois eixos 20, são apoiadas, cada uma, em um par de mancais 40, cada mancai 40 sendo montado em uma parede lateral 51 da respectiva caixa de mancai 50.

[0031] Preferivelmente, cada porção extrema 20a dos eixos 20 carrega um par de pesos excêntricos 30 posicionados externamente ao respectivo par de mancais 40, ou seja, externamente às paredes laterais opostas 51 da respectiva caixa de mancai 50 e que são geralmente dimensionados para permanecerem internos à caixa estrutural 50.

[0032] Um dos eixos 20 é acionado a partir de uma unidade motora qualquer (não ilustrada) , sendo as porções extremas 20a dos eixos 20, dispostas em cada um dos lados da peneira vibratória 10, providas de engrenagens 60 que permitem aos eixos 20 girarem em conjunto, com a mesma rotação, mas em sentidos opostos, conforme esquematicamente ilustrado nas figuras 3A, 3B, 3C, 3D e 4.

[0033] Cada uma das porções extremas 20a de um eixo 20 carregar uma engrenagem 60 engatada com uma engrenagem 60 carregada pela adjacente porção extrema 20a do outro eixo 20, sendo ditas engrenagens 60 alojadas no interior de uma mesma caixa de mancai 50, entre os dois mancais 40 de apoio da respectiva porção extrema 20a dos eixos 20.

[0034] Cada uma das porções extremas 20a de um eixo 20 carrega pelo menos um peso excêntrico 30 com massa total diferente daquela do peso excêntrico 30 carregado em cada uma das porções extremas 20a do outro eixo 20, sendo que ditos eixos 20, engatados entre si pelas engrenagens 60, são acionados rotativamente, em sentidos opostos, com a mesma frequência e em fases determinadas, para definirem a inclinação, para frente e para cima, do eixo longitudinal maior do movimento elíptico a ser imprimido ao piso perfurado 11, conforme ilustrado na figura 3.

[0035] A diferença de massas dos pesos excêntricos, entre os dois eixos 20, define a relação dimensional entre os eixos maior e menor do movimento elíptico do piso perfurado 11.

[0036] As figuras 3 e 3A ilustram os pesos excêntricos 30 em uma primeira posição correspondente ao deslocamento elíptico, longitudinal e ascendente, do piso perfurado 11, enquanto que as figuras 3B, 3C e 3D ilustram os pesos excêntricos 30, dos dois eixos 20, em posições que representam os outros três deslocamentos, transversal ascendente, longitudinal descendente e transversal descendente, respectivamente, do piso perfurado 11 da peneira vibratória 10, segundo os dois eixos do movimento elíptico desejado .

[0037] Na construção ilustrada, cada uma das duas caixas de mancai 50 é disposta em um dos lados da peneira vibratória PV próximo a uma respectiva parede lateral 12 dessa última. Com essa construção, as porções extremas 20a de cada um, mas preferivelmente de apenas um dos dois eixos 20, definidor de um eixo motriz, são ligadas entre si por uma porção intermediária 20b do respectivo eixo 20, com uso de acoplamentos flexíveis/cardans 20c, adequados e bem conhecidos da técnica.

[0038] Com a construção proposta, todos os elementos constitutivos do vibrador mecânico VM, compreendendo as duas caixas de mancai 50 e os eixos 20, ficam cobertos por uma carenagem protetora 70 que é removivelmente fixada, por quaisquer meios adequados, sobre as vigas conforme ilustrado nas figuras 1 e 2. [0039] Em caso de manutenção do vibrador mecânico VM, basta que a carenagem protetora 70 e as caixas de mancai 50 com os eixos 20, sejam facilmente destacadas das vigas 13, sem necessidade de desmontagens internas da peneira vibratória PV.

[0040] A construção ora proposta permite a obtenção da movimentação elíptica do piso perfurado 11 utilizando um vibrador mecânico VM com apenas dois eixos 20 montados em um par de caixas de mancai 50 que são fácil e rapidamente montadas e desmontadas de sobre as vigas 13 da peneira vibratória PV.

[0041] As vantagens dessa construção são conseguidas com a montagem do vibrador mecânico VM deslocado bem para cima em relação ao centro de gravidade da peneira vibratória PV, em um posicionamento longitudinal em relação a essa última, que equilibra os impulsos excêntricos, longitudinais e transversais, sobre as porções de alimentação e de saída de material a granel do piso perfurado 11, permitindo um fluxo substancialmente constante do material a granel, desde sua alimentação até sua saída de sobre o piso perfurado 11.

[0042] Apesar de ter sido ilustrada apenas uma possível concretização da invenção, deve ser entendido que poderão ser feitas alterações de forma, número e disposição relativa das partes componentes, sem que se fuja do escopo de proteção definido nas reivindicações que acompanham o presente relatório .