1UNIVERSIDADE PAULISTA INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA MECANICA /AUTOMAÇÃO Everton Divino Fernandes Paulino João Paulo Brito Parreira Nickson Cezar Cabral Osni Silva Melauro Júnior Paulo Alberto A. de Souza Sebastiao Cesar Moreira SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO DE SÓLIDOS GOIÂNIA 2012 2 UNIVERSIDADE PAULISTA Everton Divino Fernandes Paulino – RA: A6494E-9 João Paulo Brito Parreira – RA: A37893-6 Nickson Cezar Cabral – RA: A6150E-8 Osni Silva Melauro Júnior – RA: T601FB-4 Paulo Alberto A. de Souza – RA: A6684D-5 Sebastiao Cesar Moreira –RA: A01741-0 SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO DE SÓLIDOS Atividade Pratica Supervisionada para obtenção de maior conhecimento Sistema de Transporte Pneumático de Sólidos apresentado a Universidade Paulista – UNIP. Orientador: (Prof.º Drº SIZELIZIO A DE L E CASTRO) Goiânia 2012 podendo haver o transporte vertical e/ou horizontal. homogeneizados. além de diversos sistemas de alimentação de sólidos. frágeis. pois as partículas sólidas são transportadas pela corrente do fluido. com tendência de entupimento e materiais delicados ou higroscópicos. Quando a vazão da fase fluida excede a velocidade de sedimentação livre das partículas. Os transportadores pneumáticos podem ser usados para partículas que variam de pós finos a pelotas. Sólidos . O transporte pneumático tem sua aplicação industrial destacada desde o início do Século XX. Existem dois tipos básicos. Pneumático. podendo ser usado para materiais abrasivos. devido a algumas de suas características principais: Os baixos custos de manutenção e operação A grande variabilidade de produtos transportados A alta flexibilidade dos projetos. O Transporte Pneumático se refere ao movimento de partículas sólidas em um Fluxo de gás através de tubos horizontais e/ou verticais. com densidades aparentes de 16 a 3200 kg/m3. o leito fluidizado perde a sua identidade. Palavra Chave: Transporte.3 RESUMO Transporte pneumático é um processo muito eficiente para movimentação de granéis sólidos. os de fase densa e os de fase diluída. Pneumatic conveying has highlighted its industrial application since the beginning of the twentieth century. . Keyword: Transportation. Solids. and there may be transportation vertical and / or horizontal. with apparent densities from 16 to 3200 kg/m3. Pneumatic conveying refers to the movement of solid particles in a gas flow through horizontal tubes and / or vertical. the fluidized bed loses its identity as solid particles are transported by the fluid stream. the dense phase and the dilute phase. homogenized. Pneumatic. There are two basic types. fragile. When the flow of fluid phase exceeds the free settling velocity of the particles. and various solids feeding systems. with a tendency to clog and delicate materials or hygroscopic. The pneumatic conveyors may be used for particles ranging from fine powders to pellets.4 ABSTRACT Pneumatic conveying is a very efficient process for handling of bulk solids and can be used for abrasive. due to some of its main features: The low operation and maintenance costs The great variety of products transported The high flexibility of design. Quilograma por hora .Nome fantasia do grupo .Companhia de Cimentos do Brasil . .Tonelada por hora .Atividades Práticas Supervisionadas .5 Lista de Abreviaturas e Siglas CCB Cimpor APS Kg/h t/h Fig.Figura . Soprador de lóbulos tipo Roots – Fonte: www.br Fig. 14 . 3 .Conjunto após modificação (vista B) – Fonte: foto retirada na Cimpor 15 16 16 14 14 14 10 11 12 13 13 Fig.Esquema da Bomba Moller – Fonte: projeto Zeppelin – Bomba Moller Fig. 18 . 4 .Conceito Fluidizado – Ciclo de Carga – Fonte: www.Bomba Moller – Fonte: www.zeppling.com.6 Lista de Ilustrações Fig.dynamicair. 8 .Rosca e mancais na oficina para reparos – Fonte: foto retirada na Cimpor Fig.com.Princípio de funcionamento de um soprador de lóbulos tipo Roots – Fonte: www.Bomba de Rosca – Fonte: www.Esquema de transporte da calha pneumática – Fonte: www.robuschi.com Fig. 10 . 12 . 5 .Soprador de lóbulos instalado na Cimpor – Fonte: projeto Robuschi da Cimpor 16 19 20 20 21 21 .br Fig.com.com. 13 .br Fig.com Fig.br Fig.Conjunto antes da modificação (mecânico fazendo ajustes) – Fonte: foto retirada na Cimpor Fig.br Fig.zeppling.Conjunto após modificação (vista A) – Fonte: foto retirada na Cimpor Fig.Arranjo de instalação da bomba Moller na Cimpor – Fonte: projeto Moller da Cimpor Fig. 7 .Calha Pneumática – Fonte: www. 16 .com Fig.com.robuschi.dynamicair. 9 . 15 . 1 .com.Sistema de Fase Densa – Fonte: www.zeppling.ginocacciari. 6 .com Fig.br Fig.br 09 Fig.dynamicair.dynamicair.Soprador de lóbulos tipo Roots – Fonte: www.Corte de uma Bomba de Rosca – Fonte: www. 17 . 2 .robuschi.com. 11 .Conceito Fluidizado – Ciclo de Transporte – Fonte: www. .............................................08 2..............................................................................3 – Sopradores de Lóbulos.......... 15 3 ...........1 – Transporte por calha pneumática………………...............................................................7 Sumário 1 – OBJETIVO …..................... 17 4 ....DESENVOLVIMENTO............................................... 08 2................................ 08 2 – INTRODUÇÃO .................................................................... 23 5 .........................................................CONCLUSÃO.......................................................................................24 .....................................REFERÊNCIAS..................................... 11 2............................................................................................................................2 – Transporte por bomba Moller....................................... Trata-se de um tipo de transporte pneumático baseado no princípio do colchão de ar e possui várias denominações. A seguir. como era composto o circuito em questão e suas principais características. 2 – INTRODUÇÃO Esse trabalho surgiu da necessidade ao atendimento de um dos preceitos do curso de Engenharia Mecânica/Mecatrônica da Universidade Paulista – UNIP.7 metros. por meio de uma tubulação vertical e horizontal de diâmetro de 12” e um comprimento de 196. Este transporte era feito por meio de uma Bomba Moller que segundo a Cimpor. a disciplina APS – Atividades Práticas Supervisionadas em conjunto da oportunidade de melhoria em um dos sistemas de transporte pneumático em fase densa existente na área industrial da cimenteira Cimpor. existe a necessidade de se transportar uma. será apresentado um breve estudo a respeito do funcionamento e características básicas do transporte de materiais sólidos a granel através de sistemas pneumáticos e os seus principais componentes. 2. Para tal.8 1 – OBJETIVO Este trabalho tem como objetivo principal apresentar os resultados obtidos pela solução técnica apresentada e acatada pela Indústria Cimenteira CCB Cimentos do Brasil (fantasia . Em uma de suas etapas de produção de cimento.1 – Transporte por calha pneumática Um dos meios de transportes mais comuns dentro da indústria para compostos sólidos. cujo ponto de carga e descarga seja em desnível é o transporte por calha pneumática. A matéria prima conhecida por Pó Elex é uma farinha oriunda do processo de desempoeiramento do Forno de Clinquer. Fluidores. será relatado de maneira sucinta. de suas matérias primas de um Silo até o Moinho de Bolas. tais como: Calhas pneumáticas.CIMPOR) referente ao Sistema Pneumático de Transporte de Pó Elex para um de seus Moinhos de Cimento. . como pós finos a pelotas. se demonstrou ineficiente uma fez que apresentava falhas mecânicas constantes interrompendo o processo produtivo a ponto de prejudicar sua produção de cimento. com. Quando o ar do conduto inferior passa através dos poros da lona. pós retidos em filtro de mangas e precipitadores eletrostáticos. fosfatos. . 1 – Esquema de transporte da calha pneumática – Fonte: www. farinhas de modo geral. alumina. sílicas. este sistema é empregado em larga escala. de forma que este. por onde o ar de transporte irá passar. De todos os sistemas de transporte pneumático existentes. o que tem menor consumo de peças de reposição. onde haverá a aeração do produto a ser transportado. barita. . também. se mantida a inclinação inicial. Isto se deve ao fato de o material “flutuar” em um colchão de ar e sua abrasão com a lona e com as paredes do transportador ser desprezível. . o sistema “Airslide” é o que possui menor consumo de energia por tonelada de material transportado e é.Um conduto superior.9 Aerodeslizadores.000 toneladas/dia de material. catalisadores. passa a se comportar como um fluido.br Usado exclusivamente para o transporte de pó: gesso. onde é injetado o ar de transporte. Basicamente é constituído por três partes (Fig.ginocacciari. barrilha.Uma lona permeável. magnesita entre outros. mesmo sendo sólido. cinzas voláteis. este ar se mistura ao material a ser transportado e. Nas indústrias de cimento e de alumínio. é formado um colchão de ar entre a lona e o material. podendo transportar cerca de 40. Fig. devido à pressão. detergentes. bastando uma pequena inclinação no transportador para movimentá-lo para os locais necessários.Um conduto inferior. bentonita. sabão em pó. cal hidratada. Regueiras Flux entre outras. 1): . talcos. 2). aeração e homogeneização de materiais armazenados em silos e moegas (Fig. Extração de precipitadores eletrostáticos. descarga e homogeneização. Transferência ou alimentação entre silos. Minério de Níquel/Níquel calcinado. Cinza volante Principais características: Podem transportar desde 100kg/h até 3000 t/h de material Despacho para vários pontos Baixo custo de investimento . normalmente é utilizado um soprador tipo Roots (veja descrição deste produto nesta seção). Alumina. Pó metalúrgico de sinterização. Dosagem de silos. Principais Materiais Transportáveis. entre outros: Cimento/Calcário/Escória. Alimentação de sistemas anti-segregação.10 O Sistema Airslide é muito utilizado também para a descarga. Para o sistema de transporte pneumático por Airslide.com Principais Aplicações: Extração de filtro de mangas. Para o sistema de aeração.dynamicair. 2 – Calha Pneumática – Fonte: www. Fig. normalmente é utilizado um ventilador do tipo centrífugo. 5 e 6). A vedação entre a pressão atmosférica da entrada e a linha de transporte de alta pressão é feita por plug contra pó na extremidade da rosca (Fig. 4. 3.2 – Transporte por bomba Moller O material é alimentado continuamente pelo bocal de entrada e transportado por uma rosca de alta velocidade. O projeto de construção conduz o material a um transporte isento de oscilações. chamada de cabeçote de mistura.zeppling.br .com. um elemento essencial para instalações como alimentadores de queimadores. e transportada através da linha de transporte à estação de recebimento.11 Baixo consumo energético Sistema confiável e versátil 2. O material é tido dentro do cabeçote de mistura por uma corrente de ar. 3 – Bomba Moller – Fonte: www. trabalhando sob pressão. Fig. 12 Fig. 4 – Esquema da Bomba Moller – Fonte: projeto Zeppelin – Bomba Moller . com. possuir oscilações na alimentação da carcaça. o equipamento apresentava necessidade freqüente de manutenção ocasionando a interrupção do processo de produção do cimento (Fig.zeppling.br Apesar desse sistema ser bem difundido. o mesmo não se mostrou eficiente no transporte da farinha Pó Elex. Devido ao sistema no qual ela estava instalada. Com isso.13 Fig. . 7. 6 – Corte de uma Bomba de Rosca – Fonte: www. 8 e 9). 5 – Bomba de Rosca – Fonte: www.com.zeppling.br Fig. e a rosca trabalhar em alta rotação a mesma sofria forte desgaste durante essas falhas uma vez que é o próprio material transportado que mantêm a estabilidade da rosca evitando o atrito com a camisa da bomba. 9 – Rosca e mancais na oficina para reparos – Fonte: foto retirada na Cimpor . 7 – Arranjo de instalação da bomba Moller na Cimpor – Fonte: projeto Moller da Cimpor Fig.14 Fig. 8 – Conjunto antes da modificação (mecânico fazendo ajustes) – Fonte: foto retirada na Cimpor Fig. Fig.br Na medida em que os rotores giram. Para se obter a melhor eficiência. 11 e 12). reduz as pulsações de pressão residuais do gás transportado para baixo de 2% da pressão de funcionamento.Princípio de funcionamento de um soprador de lóbulos tipo Roots – Fonte: www. também conhecidos como sopradores tipo Roots. Isso significa que o bocal de descarga é projetado e construído com base numa geometria específica (Fig. enquanto o volume entre eles e a carcaça diminui. são máquinas de deslocamento positivo que consistem num par de rotores com 2 ou 3 lóbulos. Os rotores não entram em contato e são sincronizados por engrenagens sincronizadoras. 10). mas ela somente desloca o ar da extremidade de sucção para a extremidade de descarga. os quais se movem em direção contrária.3 – Soprador de lóbulos Soprador volumétrico rotativo de 3 lóbulos com perfil especial que. contra a resistência do sistema na descarga. Os sopradores rotativos de lóbulos. emparelhado a uma nova configuração do sistema LOW-PULSE. Cada soprador de parafuso possui uma razão de compressão interna integrada e fixa. a razão de compressão interna deve ser adaptada à pressão de funcionamento exigida. . que consiste em rotores macho e fêmea. que giram dentro de uma carcaça de formato oval. enquanto o outro rotor é acionado por 2 engrenagens de sincronização (Fig.15 2. Um rotor é acionado por uma fonte externa de energia.com.robuschi. contra a pressão do sistema. o ar é sugado pelo lado da entrada e forçado a sair pelo lado da descarga. 10 . Não há alteração no volume de ar dentro da máquina. O soprador de parafusos isentos de óleo é uma máquina rotativa de deslocamento positivo. 16 Fig. 13 .br Fig.com.br Fig.Soprador de lóbulos instalado na Cimpor – Fonte: projeto Robuschi da Cimpor .com.robuschi. 12 . 11 .Soprador de lóbulos tipo Roots – Fonte: www.Soprador de lóbulos tipo Roots – Fonte: www.robuschi. O grupo realizou a visita técnica nas dependências fabril da Cimpor no dia 20/10/2012 as 9:00hs. a mesma iria realizar as modificações sugeridas pelo grupo buscando assim. todos nós podemos ter um melhor entendimento das características do sistema. situada na Rodovia BR-060 Zona Rural do município de Cezarina Goiás que encontrava-se com uma ineficiência no transporte de Pó Elex na sua linha de produção de cimento e em conjunto com o cumprimento de uma das exigências acadêmicas do curso de Engenharia Mecânica/Mecatrônica da Universidade Paulista – UNIP. gerando “bolsa” de ar e se . representada pelo Engenheiro Saulus Augustus Meirelles. aumentar a eficiência da sua linha de produção. e não possui um silo pulmão com pressurização para manter o Fluxo contínuo. ter acesso ao local onde se encontra o conjunto mecânico responsável pelo transporte do Pó Elex. ficou bem claro para todos a ineficiência do atual conjunto uma vez que durante a visita.17 3 – DESENVOLVIMENTO Buscando atender uma necessidade da indústria cimenteira Cimpor. Dessa maneira. a gerência da manutenção Cimpor. Para darmos início as atividades. podendo. formou-se um grupo de estudantes que juntos. Após a apresentação e objetivos dos interesses do nosso grupo. obrigatório pelas normas de segurança da empresa. presenciamos a falha do transporte do material havendo a necessidade emergencial da atuação dos técnicos. primeiramente foi solicitada a gerência da Manutenção da Cimpor a permissão para que este grupo de estudantes aqui listados pudessem ter acesso as dependências industriais mais especificamente ao conjunto de transporte de Pó Elex para o Moinho de Bolas de Cimento IV. nos foi dada a permissão para estarmos desenvolvendo nossa Atividade Prática Supervisionada e também. buscavam apresentar uma solução técnica para eliminar ou minimizar as falhas do transporte de sólidos em fase densa se apoiando em seus conhecimentos adquiridos no decorrer do curso. após passar pelo procedimento de integração. Como o sistema. Durante a visita. é alimentado por uma calha pneumática que extrai o Pó Elex de um silo metálico situado próximo ao conjunto. ocorrem com freqüência a descontinuidade na alimentação da bomba Moller. suas deficiências e necessidades. caso o trabalho apresentasse um bom embasamento teórico e com fortes indícios de que seriam resolvidas as falhas no transporte de Pó Elex ao acatar as sugestões feitas. Diante disso. o grupo decidiu readequar o conjunto responsável pelo transporte do Pó Elex. adequação da alimentação da farinha de Pó Elex utilizando um sistema para ganho de velocidade do ar no ponto de queda do material chamado de Venturi (redução e expansão de da tubulação) e transporte do material por alta pressão. Como um dos pré-requisitos da bomba Moller. Como alternativa. para realizar o transporte de material em fase densa é justamente que a alimentação da bomba seja excepcionalmente de maneira contínua. geralmente. mesmo após passar por mais uma reforma. foi substituído o visor de inspeção da calha que se encontrava totalmente impregnado de farinha que impediam a visão do fluxo do material. Conhecido como transporte pneumático em fase densa. Para tal. outro agravante era a inexistência do silo pulmão com pressurização que também possui a finalidade de garantir a continuidade da alimentação. trabalhar em alta rotação e não possuir apoio na extremidade da mesma tendo sua estabilidade proporcionada pelo material ao ocupar todo o volume da camisa evitando assim o atrito e desgaste prematuro entre a rosca e a camisa. Estes sistemas utilizam pressão positiva para impulsionar os materiais através de linhas de transporte em velocidades relativamente baixas. o conjunto da bomba Moller se encontrava com vários componentes desgastados e segundo o Gerente de Manutenção Saulus Augustus. devida as características próprias do equipamento. que seriam. a permanência do equipamento era indesejável. Juntamente com essa falha. .18 não ocorrer problemas mecânicos. Feita a substituição. utilizando uma relação ar/ material transportado baixa. no mínimo a o entupimento da linha interrompendo o transporte do material. nos apoiamos em um dos princípios fundamentais da Mecânica dos Fluídos: transporte pneumático de sólidos método: Sistemas de alta pressão. ao invés de simplesmente apontar como solução a instalação de um silo pulmão pressurizado e melhora no sistema de extração do silo metálico obtendo assim uma melhor alimentação do sistema. Para comprovar a descontinuidade da alimentação. compressores de alta pressão como fonte de energia. sugerimos a retirada da bomba Moller. Utilizam. os mesmos constataram que realmente o fluxo não era continuo. Devido a estes problemas co-existirem a cerca de 6 meses. utiliza pressão superior a 1 bar. as válvulas de entrada e respiro fecham e selam. Durante o ciclo de carga. brevemente explanado). Esta ação é tão eficiente que a maioria dos pós flui como um líquido. esse ar . O vaso de pressão emprega injetores para fluidizar o material durante o ciclo de transporte. Uma vez que o transportador é carregado.dynamicair.com Devido à elevada versatilidade dos sistemas de alta pressão dispõe-se comercialmente de quatro conceitos básicos. 14 – Sistema de Fase Densa – Fonte: www. para assegurar o movimento do material e seu fluxo na linha. para permitir um fácil carregamento. Conceito de força bruta. Este é um sistema por lotes e o equipamento básico consiste em um transportador fluidizado e uma linha de transporte. Conceito de transporte fluidizado Geralmente adequado para materiais muito finos e não abrasivos como talco e farinha. Conceito convencional e Conceito de transporte por linha cheia. Então. indicado por um controle de nível. o material é alimentado no transportador através de uma válvula de respiro.19 Fig. Cada conceito é particularmente adequado para determinadas aplicações e materiais: Conceito de transporte fluidizado (adotado pelas características do circuito e aqui. e para linhas de transporte com distâncias curtas. Todo ar necessário para o transporte é introduzido no transportador através de uma válvula superior e por bicos de fluidização. com Concluído o embasamento teórico. 16 – Conceito Fluidizado – Ciclo de Transporte – Fonte: www. Saulus Augustus acatou nossa sugestão e programou a realização das modificações.dynamicair. Fig. que é forçado para a linha de transporte em condição fluidizada e contínua. apresentamos a proposta técnica ao Gerente de Manutenção da Cimpor. e o Sr.20 mistura-se com o material. As mesmas foram feitas em 8 horas de serviço e após a . até que o transportador e a linha de transporte estejam completamente vazios.com Fig. 15 – Conceito Fluidizado – Ciclo de Carga – Fonte: www.dynamicair. Fig. 17 – Conjunto após modificação (vista A) – Fonte: foto retirada na Cimpor Fig. O conjunto encontra-se em pleno funcionamento desde o dia 30/10/2012 não existindo relatos de falhas ou interrupção da alimentação de Pó Elex no Moinho de Bolas de Cimento IV da unidade da Cimpor de Cezarina. 18 – Conjunto após modificação (vista B) – Fonte: foto retirada na Cimpor . E o principal. eliminou-se as interrupções da alimentação por falhas mecânicas ou processo. o conjunto conseguiu um ganho de 4ton a mais do que o sistema anterior. Após realizar algumas interrupções para regulagem da vazão do ar pelo Venturi.21 conclusão dos serviços foi feita a realimentação e do circuito e monitorado o desempenho do sistema. sendo portanto a principal conquista obtida pelas modificações sugeridas pelo grupo. teve.CONCLUSÃO Ao término deste trabalho acadêmico. que por estes motivos. podemos afirmar que é um tópico de grande relevância para ser discutido em sala de aula. E sendo seus princípios embasados em diversos conceitos da mecânica dos fluidos e possuindo uma gama de estudos e análises bem vastas. portanto a intenção de demonstrar os principais pontos sobre os conceitos e princípios dos Sistemas de Transporte Pneumático em fase densa e os resultados obtidos com a aplicação das sugestões aqui explanadas. um dos principais meios de transporte de compostos sólidos.22 4 . Com isso. fica evidenciada a grande importância da presença desta disciplina (APS) na grade curricular dos cursos de Engenharia Mecânica/Mecatrônica da UNIP uma vez que a mesma permitiu a formação de um grupo de acadêmicos para colocar seus conhecimentos adquiridos em sala de aula. em prática. . proporcionando uma melhor assimilação da teoria com a prática. E com o conhecimento adquirido na prática poderemos usar de maneira mais proveitosa na indústria e/ou pelo menos identificar e entender os procedimentos e resultados vistos em nosso dia a dia de engenheiros. este trabalho. Não podendo de deixar de ressaltar ainda. podemos concluir que os sistemas de transporte pneumático são sem dúvida. seja na fase diluída ou fase densa dentro das indústrias que possuem material do gênero tendo um enorme campo de aplicação. com/pdf/9515-4-br.br/transporte-pneumatico. • Transportadores Pneumáticos fase Densa. .23 5 .hydronics. Disponível em: <http://www.dynamicair.dynamicair.com.br/Apostila/CAP8_TP.com/pdf/9906-5-br.pdf>. • Transportadores.html>. • Capitulo 8 – Transportador Pneumático.com/br/products/transporters.REFERÊNCIAS • Princípios Fundamentais do transporte Pneumático.php>. Disponível em: <http://www. • Transporte Pneumático.html>. • 16 Conceitos de Transporte Pneumático.com.br/produtos_2009/tranp_pneu_densa.ufba. Disponível em: <http://www. Disponível em: <http://www.transportedegraneis.pdf>. Disponível em: <http://www. Disponível em: <http://www.pdf >.dynamicair.consolid.
Report "APS - SISTEMA DE TRANSPORTE PNEUMÁTICO DE SÓLIDOS"