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PT90576B - Processo de filtracao de ar e ciclofiltro de cartucho filtrador para a aplicacao do processo - Google Patents

Processo de filtracao de ar e ciclofiltro de cartucho filtrador para a aplicacao do processo Download PDF

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PT90576B
PT90576B PT90576A PT9057689A PT90576B PT 90576 B PT90576 B PT 90576B PT 90576 A PT90576 A PT 90576A PT 9057689 A PT9057689 A PT 9057689A PT 90576 B PT90576 B PT 90576B
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Cattinair S A
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Description

DESCRIÇÃO
DA
PATENTE DE INVENÇÃO
N.° 90 576
REQUERENTE: CATTINAIR, SOCIÉTÉ ANONYME, francesa, indus trial, com sede em 6, rue des Bouleaux 25150 PONT-DE-ROIDE, França.
EPÍGRAFE: PROCESSO DE FILTRAÇÃO DE AR E CICLOFILTRO
DE CARTUCHO FILTRADOR PARA A APLICAÇÃO DO PROCESSO ”
INVENTORES:
Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.
França em 18 de Maio de 1988 sob o ne . . .
8806830.
INPI. MOO. 113 R F 18732
60.960
Ref: 1234 PT 299
RESUMO
PROCESSO DE FILTRAÇÃO DE AR E CICLOFILTRO DE CARTUCHO FILTRALOR PARA A APLICAÇÃO DO PROCESSO
O presente invento diz respeito a um processo de filtração de ar num aparelho do tipo ciclofiltro, que consiste em efectuar, na parte baixa com a forma de saia (16) do cartucho filtrador (4), uma diminuição da velocidade ascencional do ar a filtrar.
cartucho filtrador (4) compreende, na saia (16), per· furaçoes (15) que permitem aumentar a superfície de entrada de ar para ser despoeirado, diminuindo assim a velocidade ascensional do ar ã entrada inferior da referida saia.
diâmetro e a densidade das perfurações (15) são adaptados ao tipo de poeiras e resíduos em suspensão no ar.
Figura 1.
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Ref: 1234 PT 299
Descrição do objecto do invento que
CATTINAIR, Société Anonyme, francesa, industrial, com sede em 6, rue des Bouleaux 25150 F0NT-DE-R0IDE, França, pretende obter em Portugal para PROCESSO DE FILTRAÇÃO DE AR E CICLOFILTRO DE CARTUCHO FILTRADOR PARA A APLICAÇÃO D0 PROCESSO presente invento diz respeito a um processo de filtração de ar num aparelho denominado ciclofiltro, diz também respeito ao aparelho, isto é, ao ciclofiltro e ar cartucho filtrador que permitem a aplicação do processo.
Um exemplo deste tipo de aparelho está descrito no documento FR-A-2.514.669 da requerente. Estes aparelhos são destinados designadamente a extrair os elementos em suspensão no ar captado em locais de produção, tratamento ou armazenamento de produtos pulverulentos, ou de certas industrias que dão origem ã emissão de desperdícios, como por exemplo cavacos ou serradura de madeira muito voláteis.
Estes aparelnos são constituídos por três elementos principais, geralmente centrados num mesmo eixo vertical:
- um corpo superior, cilíndrico ou cónico, no qual se efectua, de maneira tangencial, a chegada de ar a despoeirar,
- uma câmara de sedimentação colocada sob o corpo superior; sendo esta câmara quer de forma de funil quer de forma cilíndrica; a câmara tem meios de retomada dos desperdícios
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C ·> í' ~ X) na sua parte inferior,
- um cartucho filtrador constituído por mangas de filtração esticadas verticalmente entre a referida câmara de sedimentação e a tampa do aparelho onde é evacuado o ar filtrado.
A depuração do ar efectua-se em duas fases. Em primeiro lugar, as poeiras mais pesadas são separadas por meio de centrifugação ciclónica e caem directamente na câmara de sedimentação; as poeiras residuais em suspensão no ar, que constituem cerca de 20% do total, são retidas no cartucho filtrador, e, em particular, nas mangas verticais. Estas mangas são realizadas geralmente com material do gene ro feltro agulhado. A qualidade da filtração depende do material utilizado para o filtro, e também do seu estado e da velocidade de passagem do ar. Durante a sua utilização o filtro vai-se carregando a pouco e pouco, os poros fecham -se, criando assim uma travagem que se traduz, ao nível do ventilador de aspiração do ar, por uma diminuição de débito Estes aparelhos, conforme é descrito no documento atrás mencionado, estão equipados em geral com um dispositivo de descolmatagem automática que permite uma regeneração dos filtros. Esta descolmatagem faz-se a partir da tampa de aspiração por meio de jactos de ar comprimido ou outros, que circulam em contracorrente e repelem, para cada manga de filtração, as poeiras que se acumulam à superfície, no exterior das referidas mangas. A frequência da descolmatagem é no mais das vezes regulada por meio de um programador cíclico. As partículas descoladas das mangas caem normalmen te na tremonha inferior.
Outros aparelhos deste tipo estão descritos, por exemplo, no documento US-A-3.648.442. As mangas filtradoras pro· longam-se verticalmente no corpo do ciclofiltro e são rodeadas, numa parte da sua altura, por uma saia cujo papel é ocultar a chegada do ar carregado. Estas mangas filtrado-260.960
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ras nao fazem parte, verdadeiramente, de um cartucho específico associado ao corpo do ciclofiltro.
Num aparelho desse género, a parte inferior das mangas entope-se bastante rapidamente.
No documento FR-A-2.514.669 atrás mencionado, o cartucho filtrador compreende um invólucro cilíndrico que se prolonga verticalmente em toda a altura das mangas de filtração, e este cartucho está aberto nas suas duas extremidades: a extremidade inferior do cartucho que está situada acima da câmara de sedimentação, está aberta no exterior das mangas; a extremidade superior que está na tampa do aparelho está aberta sobre o interior das referidas mangas. 0 ar carregado entra na parte inferior do cartucho filtrador, sobe de novo por aspiração neste cartucho, em volta das mangas, e, depois de ter atravessado as referidas mangas, é evacuado na parte superior do referido cartucho, denominada tampa.
Quando se faz descolmatagem, as partículas descoladas da superfície das mangas caem normalmente por gravidade; descem com maior ou menor velocidade em função da velocidade ascensional do ar a despoeirar que sobe entre as mangas de filtração; são travadas, portanto, pela subida do ar no cartucho entre as referidas mangas. Visto que a descolmatagem se efectua manga por manga ou por grupos de mangas, as partículas que são ejectadas de uma manga e que são prejudicadas pela velocidade ascensiovnal do ar entre as mangas, colam-se sobre a manga aspirante vizinha.
Observa-se este mesmo fenómeno com o aparelho descrito no documento US-A-3.648.442 citado anteriormente. Neste aparelho, as mangas só estão revestidas em parte da sua altura; a sua parte inferior entope rapidamente. A vel o-360.960
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1.7. MH.’ 1983 cidade ascensional do ar ao nível da parte inferior da argola toma-se muito depressa grande de mais para permitir a queda das poeiras libertas da superfície das mangas no decurso da operação de descolmatagem.
De facto, quanto maior for a velocidade ascensional do ar à entrada do cartucho filtrador, menos as partículas descoladas poderão descer entre as mangas; estas colmatam-se ainda mais devido à presença das partículas descoladas, o que tem o efeito de obrigar o ar a subir mais alto entre as mangas antes de atravessar as suas paredes e manter assim numa altura maior a velocidade introdutora do ar no cartucho.
presente invento tem como objecto remediar estes inconvenientes, de maneira a melhorar o rendimento da descolmatagem das mangas filtradoras, realizando, em particular, melhor evacuação càs partículas descoladas, para baixo, isto é, em direcção à câmara de sedimentação.
invento consiste em efectuar uma diminuição da velocidade do ar na parte baixa do cartucho filtrador, por meio de um acréscimo substancial da superfície de introdução do ar no referido cartucho, limitando assim a velocidade média do ar na parte baixa do cartucho filtrador, impnminbo-lhe uma velocidade inferior à velocidade de queda das partículas no momento e depois da descolmatagem.
De acordo com outra disposição preferencial do invento, que permite uma utilização óptima das mangas filtradoras, e, em particular, das mangas do tipo feltro, o processo consiste em diminuir a perda d^carga, nos filtros, em mais de 50%.
presente invento diz respeito também ao cartucho
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filtrador que permite a aplicação do processo e do aparelho do género ciclofiltro equipado com um dispositivo de descol matagem das mangas de filtração.
ciclofiltro de acordo com o invento tem um cartucho que compreende, na parte inferior, meios de diminuição da velocidade ascensional do ar a despoeirar, meios que estão colocados ao nível da parte a montante das mangas de filtra ção e proporcionam, para a passagem do ar a despoeirar, uma superfície maior que a superfície da secção disponível entre as referidas mangas na parte superior do cartucho.
De acordo com uma disposição preferencial do presente invento, estes meios consistem em numerosas perfurações feitas na saia, na parte desta situada no interior do corpo do ciclofiltro.
De acordo com uma variante, a saia com forma cilíndrica compreende uma parte cheia colocada em frente da chegada do ar a despoeirar e uma parte perfurada no resto do contorno.
Em ambos os casos, a saia perfurada permite uma entrada de ar na periferia do cartucho, na sua parte situada no interior do corpo; esta entrada de ar periférica diminui a velocidade do ar ao nível da entrada inferior da saia; por outro lado, essa saia perfurada constitui um filtro de choque que melhora a separação das partículas em suspensão no ar, sem alterar a natureza ciclónica do aparelho.
De acordo com outra forma de realização do invento, o invólucro das mangas limita-se a rodear a parte superior do cartucho; a saia só parcialmente cobre a parte inferior dos filtros e tem a forma de uma chapa cheia que forma uma divisória, colocada diante da chegada de ar a filtrar.
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Segundo uma última forma de realização do invento, a saia tem forma troncónica, alargada ao nível da parte a montante das mangas filtradoras; sendo o corpo superior eventualmente de forma troncónica, acompanhando a forma da saia.
2 !7'MZI.!S89 presente invento será ainda representado por meio da descrição que se segue e dos desenhos anexos, apresentados como indicação, e nos quais:
- a figura 1 representa uma
do invento,
- a f igura 2 represenxa uma
invento,
- a figura 3 é um corte por
- a figura 4 é um corte por
- a figura 5 representa uma
aparelho representado lho do tipo ciclofiltro com primeira forma de realizaçao segunda forma de realização do da figura 1, da figura 2, terceira forma de realização.
nas figuras 1 e 2 é um aparedescolmatagem automática.
aparelho compreende:
- um corpo superior 1 com a forma de câmara cilíndrica ou troncómica, que tem uma chegada tangencial 2 do ar a despoeirar;
- uma câmara de sedimentação 3 cujo contorno, figura 1, é cilíndrico, e, figura 2, é cónico; estas câmaras de sedimentação estão colocadas no prolongamento e debaixo do corpo superior 1; as câmaras, na parte inferior, não representada, têm meios de retomada das partículas e poeiras que nelas se depositam;
- um cartucho filtrador 4 solidário com o corpo superior 1
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Ref: 1234 PT 299 por meio de uma gola anular 5.
Estes diferentes elementos que constituem o aparelho têm forma circular, centrados num eixo vertical, e o cartucho filtrador 4 prolonga-se aproximadamente em metade: no corpo superior 1 e acima deste corpo 1, fixado pela gola
5. A parte superior do cartucho filtrador é constituída por uma tampa 6 que tem um bico 7 de evacuação do ar filtra do; contém o dispositivo de descolmatagem automática que será descrito mais adiante.
cartucho filtrador é constituído, de maneira geral, por uma parede ou invólucro cilíndrico 8. No interior deste invólucro 8, encontram-se mangas de filtração 9, colocadas verticalmente e esticadas entre uma placa perfurada 10, colocada na parte superior do invólucro 8, ao nível da tampa 6, e,· por exemplo,uma grade 11, situada acima da câmara de sedimentação, mantida por varas verticais 12 solidárias com a placa perfurada 10. Noutros dispositivos, as mangas de filtração jJodem estar suspensas verticalmente e serem mantidas por meio de jaulas de fio metálico.
Na tampa 6, acima da placa perfurada 10, está instalado um sistema de descolmatagem automática 13 constituído, por exemplo, por várias rampas fixas 14 que injectam ar comprimido nas mangas verticais 9, a fim de provocar a separação das partículas de poeira aglutinadas sobre a superfície exterior das mangas 9.
Na figura 1 estão representados meios que permitem diminuir a velocidade ascensional do ar à entrada do cartucho filtrador 4. Estes meios consistem em perfurações 15 feitas na parte inferior do invólucro 8 do cartucho 4, situado no corpo 1.
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IX â .1 4 i
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Os furos ou perfurações 15 estão distribuídos de maneira regular sobre a saia 16 do invólucro 8. Os seus diâmetros dependem do tipo de poeiras existentes. Estes furos 15 constituem também um andar suplementar de filtração e designadamente uma filtração de choque.
No exemplo de realização da figura 2, a saia 16 está aberta, deixando ver a parte inferior das mangas 9 situadas no corpo superior 1. No entanto, observa-se nas figuras 1 e 2, assim como nas figuras 3 e 4, uma divisória 19 intercalada entre a entrada 17 do corpo superior 1 e a parte interior 18 do cartucho filtrador que compreende as mangas verticais 9. Esta divisória 19 prolonga-se num sector circular desde a entrada do ar a despoeirar até um quarto ou um terço, aproximadamente, da circunferência do cartucho
4. 0 objectivo desta divisória 19 é proteger a parte inferior das mangas colocadas na zona de chegada do ar a despoeirar, contra deteriorações de toda a espécie devidas às partículas em suspensão no ar.
Esta divisória 19 pode ser constituída pela saia 16 do invólucro 8, parcialmente perfurada num sector cilíndrico que abrange 2/3 ou 3/4 do contorno total do invólucro.
A figura 2 mostra que a saia 16 compreende uma abertura que liberta por completo a parte inferior das mangas 9; esta abertura periférica prolonga-se em 2/3 ou 3/4 do contorno do referido invólucro 8.
A divisória 19 terá dimensão variável conforme a natureza das poeiras a filtrar.
No caso de utilização de saia perfurada, e sempre conforme a natureza das poeiras, esta divisória poderá ser completamente suprimida.
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Na figura 3 está representado, com a forma de um corte horizontal, o cartucho filtrador 4 cuja saia 16 está perfurada com muitíssimos furos 15; uma divisória 19 oculta uma parte dos furos 15 da saia 16 ao nível da chegada de ar para despoeirar. Esta divisória 19, com a forma de sector cilíndrico, está fixada à gola anular 15; prolonga-se por toda a altura da parte inferior da saia 16, dentro do corpo superior 1. Isto permite, em particular, resolver um problema de posicionamento do cartucho em relação à chegada de ar para despoeirar.
Na figura 4 está representada outra forma de realização que mostra a divisória 19 com a forma de sector cilíndrico, como anteriormente, a qual está intercalada directamente entre a entrada do ar para despoeirar e as mangas 9 colocadas directamente diante desta entrada 17. Neste exemplo de realização, a saia 16 corresponde a esta divisória 19; a parte inferior das mangas 9 está situada directamente no corpo cilíndrico 1.
Devido à presença das perfurações 15 ou da abertura da saia 16 na parte inferior do cartucho, o ar poeirento chega radialmente à parte inferior das mangas, numa altura variável que pode corresponder, em certas disposições, a 1/3 ou metade da altura das referidas mangas 9- A parte inferior 16 do cartucho, isto é, a parte a mortante das mangas filtradoras 9, compreende, para a introdução do ar, uma abertura cuja superfície é superior à secção de passagem do ar na parte superior do referido cartucho, isto é, na parte ajusante das mangas 9. Esta superfície é mais ou menos importante conforme o tipo de poeiras e desperdícios a eliminar.
Obtém-se assim uma diminuição notável da velocidade ascensional do ar no cartucho filtrador, redução que é
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aproximadamente de metade. Como exemplo,podem obter-se para aparelhos correntes, com um invólucro cuja saia é perfurada, velocidades ascensionais da ordem 1,7 m/segundo. No caso de um invólucro não perfurado, isto é, com uma introdução do ar simplesmente pela parte inferior do cartucho, as velocidades são da ordem de 3,5 a 4 m por segundo.
Obtém-se assim melhor eficácia dos filtros, e, sobretudo, a possibilidade de funcionar com uma perda de carga diminuída em mais de 50% para um débito da ordem de 250 nr/hora é por m de superfície filtradora. Como indicaçao, para um aparelho corrente, a perda de carga pode atingir 200 mm de coluna de água para um débito de 180 nv/hora e por m de superfície filtradora.
Sempre como exemplo, para ar carregado de poeiras e desperdícios de madeira de marcenaria, com uma concentraçao da ordem de 50 g por m de ar, a saia compreende furos 15 com um diâmetro da ordem de 10 mm, e estes furos estão colocados de maneira a ocupar aproximadamente 50% da superfície total da saia 16.
Na figura 5 está representada uma terceira forma de realização. 0 aparelho compreende um corpo superior 1 com a forma de invólucro troncónico que tem na parte superior uma chegada tangencial 2 do ar a filtrar. 0 corpo superior 1 está por cima de uma câmara de sedimentação 3 com forma cónica, conforme representada também na figura 2. 0 cartucho filtrador 4 é solidário com o corpo superior 1 por meio de uma gola anular 5, como nas duas formas de realização anteriores representadas nas figuras 1 e 2.
invólucro 8 do cartucho filtrador 4 prolonga-se, no corpo superior 1, com a forma de uma saia troncónica que se prolonga até à parte inferior das mangas de filtra-1060.960
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ção 9. Esta saia troncónica, na sua parte superior, isto é, mais ou menos a meia altura das mangas de filtração 9, tem um diâmetro equivalente ao do invólucro 8 do cartucho filtrador, e, na sua parte inferior, ao nível de entrada do ar a filtrar, tem um diâmetro maior, da ordem de 10% mais do que o diâmetro superior, o que permite aumentar a superfície de entrada na parte inferior do cartucho filtrador, e, por conseguinte, diminuir a velocidade ascensional do ar nesta parte do cartucho filtrador.
Conforme atrás se mencionou, o rendimento e o comportamento dos filtros melhoram claramente, assim como melhora o rendimento global da instalação devido ao consumo de menos energia.
Os sinais de referencia inseridos depois das características técnicas mencionadas nas reivindicações têm o único objecto de facilitar a compreensão destas reivindicações, e de moao nenhum limitam o seu alcance.
depósito do primeiro pedido para o invento acima descrito foi efectuado em França em 18 de Maio de 1988 sob ο N2 8806830.

Claims (8)

  1. -REIVINDICAÇÕES14.- Processo de filtração de ar num aparelho do tipo ciclofiltro que compreende um cartucho filtrador (4) com descolmatagem automática, cuja parte inferior com a forma de saia (16) está situada no interior do corpo (1) do referido ciclofiltro, caracterizado por consistir em efectuar na referida parte inferior do referido cartucho filtrador (4), uma diminuição da velocidade ascensional do
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    Ref: 1234 PT 299 ar, imprimindo-lhe uma velocidade menor que a velocidade de queda das partículas no momento e depois da descolmatagem.
  2. 2*.- Processo de filtração de ar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por consistir em diminuir em mais de 50% a perda de carga nos filtros (9) do cartucho filtrador.
  3. 3^.- Ciclofiltro de cartucho filtrador para a aplicação do processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 ou 2, do tipo equipado com um dispositivo de descolmatagem automática, e caracterizado por ser constituído:
    - por um corpo superior (1) de eixo vertical que compreende uma chegada tangencial (2) do ar a filtrar, e no interior do qual está situada a parte inferior com a forma de saída (16) do cartucho filtrador,
    - por uma câmara de sedimentação (3) colocada sob o referido corpo superior (1) e sob o referido cartucho filtrador; cartucho filtrador (4) este que está equipado com mangas de filtração (9) esticadas verticalmente entre a referida câmara de sedimentação (3) e uma tampa (6) onde é evacuado o ar filtrado , tampa esta que encerra o dispositivo de descolmatagem automática (13) das referidas mangas, caracterizado por compreender meios de diminuição da velocidade ascensional do ar a filtrar, meios estes que estão colocados na sua parte inferior com a forma de saia (16), ao nível da parte a montante das referidas mangas de filtração (9).
  4. 4^.- Ciclofiltro de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender meios de diminuição da velocidade ascensional que consistem numa abertura, pelo menos, feita na saia (16), ao nível da parte a montante das mangas filtradoras (9), abertura esta que proporciona uma superfície de passagem para o ar a filtrar, maior que a superfície
    -1260.960
    Ref: 1234 PT 299 ':7<W .gg correspondente normalmente disponivel na parte a jusante das referidas mangas (9).
  5. 5^.- Ciclofiltro de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender uma saia (16) com forma cilín drica, que compreende uma grande quantidade de perfurações ou furos (15).
  6. 6s.- Ciclofiltro de acordo com uma qualquer das reivindicações 3 a 5, caracterizado por estar associado a meios de protecção da parte inferior das mangas filtradoras (9), meios estes que são constituídos por uma chapa cheia (19) que forma separador em frente da chegada tangencial (17) do ar a despoeirar.
  7. 7-.- Ciclofiltro de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender uma saia (16) que tem uma parte cheia que forma separador (19) diante da chegada (17) do ar a despoeirar, e uma parte perfurada por meiode furos (15), sobre o resto do contorno.
  8. 8^.- Ciclofiltro de acordo com uma qualquer das reivindicações 3 ou 4, caracterizado por compreender, no corpo superior (1), uma saída com forma troncónica alargada acima da câmara de sedimentação (3).
    Lisboa,
    Por CATTINAIR, Societe Anonyme
PT90576A 1988-05-18 1989-05-17 Processo de filtracao de ar e ciclofiltro de cartucho filtrador para a aplicacao do processo PT90576B (pt)

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