Purificação dos fluidos de corte

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Para diminuir a mão-de-obra na limpeza de reservatórios, controlar as propriedades dos fluidos, melhorar a qualidade de peças fabricadas e aumentar a vida útil do fluido de corte, os fluidos passam por processos de purificação, alcançada por meio de procedimentos simples. Pode ser através de sistemas individuais ou centralizados, para várias máquinas. Os dois principais métodos de purificação é a decantação, ou escumação, e a filtração.

A decantação, um processo de separação por gravidade, utiliza dispositivos auxiliares, como barras raspadoras, planos inclinados, chicanas de separação, entr eoutros, para melhorar a performance da operação.

O equipamento básico é um tanque de decantação onde o fluido é despejado, depositando as impurezas sólidas no fundo. O tanque pode ser equipado com esteira de raspadores que arrasta as partículas depositadas, ou com uma simples separação através de chicana, onde remove-se o óleo sobrenadante para um tanque auxiliar. Os sistemas citados são mostrados nas figuras abaixo.

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O sistema é indicado para fluidos que se separam rapidamente das impurezas. É o caso dos sintéticos, principalmente para fluidos usados na retificação de ferro fundido e vidro. Por ser desaconselhado o uso de fluidos que causem espuma, devido a queda livre do do fluido, é preciso de cuidados especiais com os semi-sintéticos e emulsões.

No caso do tanque separador, a queda livre do fluido torna desaconselhável o uso de fluidos que tendem a formar espuma. Portanto, é preciso tomar cuidados especiais no uso do método para fluidos semi-sintéticos e emulsões.

Já a filtração usa meios porosos através do qual passa o fluido de corte. A passagem pode ser promovida por gravidade, sucção ou pressão. Os meios filtrantes mais comuns são: papel, tecido ou feltro e telas metálicas. Algumas vezes são utilizados cartuchos ou bobinas.

A seleção do elemento filtrante deve levar em conta certas características:

• Fibras de celulose e rayon tendem a absorver água.
• Fibras sintéticas (poliéster, polipropileno, polietileno) tendem a repelir água mas absorver óleo.
• Fibras encharcadas com água incham, prejudicando a filtração.
• Fibras que absorvem óleo de emulsões provocam excesso da taxa de depleção.

Descrição dos Filtros

O filtro de gravidade é um sistema de tela rígida, tipo peneira, em geral recoberta por filtro. No centro da tela existe uma depressão onde se deposita o fluido. A passagem pelo filtro ocorre por gravidade, sendo o fluido coletado em um tanque inferior. A velocidade de filtração decai a medida que as impurezas se acumulam no filtro. Usualmente um sensor ativado pelo nível de fluido acumulado na depressão aciona um dispositivo para renovação do meio filtrante, em geral por enrolamento.

Os meios filtrantes utilizados são papel ou tecido, ambos descartável. Para o uso deste procedimento é preciso levar em conta que o espaço ocupado pelo equipamento é grande em comparação com outros tipos de filtragem, apesar do pequeno investimento inicial.

O filtro a Vácuo é similar aos sistemas de gravidade, mas aceleram a passagem do fluido pelos meios filtrantes através de sucção. O vácuo é produzido num compartimento selado, abaixo do meio filtrante. Possui em geral um sistema de esteira com raspadores para remoção dos cavacos e limpeza do meio filtrante. A esteira é acionada por um sensor que é ativado quando aumenta o vácuo na câmara inferior, pelo efeito de acúmulo de cavacos que bloqueiam o fluxo de fluido.

Papel, tecido ou tela metálica, permanente ou descartável, são os meios filtrantes do processo a vácuo. Caso as partículas sólidas formem borra quase impermeável (caso da retificação do ferro fundido ou vidro) o proceso pode se tornar caro e ineficiente.

Além do filtro de elemento plano existe o filtro tubular a vácuo. Para este último, o meio filtrante é formado por um grupo de tubos cilíndricos revestidos por meio filtrante semi-permeável, montado num reservatório contendo o fluido sujo. Um vácuo leve suga o fluido para o lado interno dos tubos, e o fluido pode voltar às máquinas operatrizes. A limpeza dos tubos é conseguida por retrolavagem.

Desempenhando a mesma função de separação, como no caso da decantação/ escumação, existem alguns sistemas especiais. Estes sistemas separadores são geralmente usados em conjunto com a decantação/escumação aumentando a eficiência do processo de purificação.

Separadores de Ciclone

Usa a centrifugação do fluido sujo dentro de um reservatório cônico. Uma bomba produz a pressão necessária para gerar a ação de centrifugação. A centrifugação separa os contaminantes sólidos que escorregam pela parede, descendo para um reservatório.

É mais indicado para separar pequenas quantidades de contaminantes sólidos, portanto são utilizados em combinação com tanques de decantação.Em óleos de baixa viscosidade (para brunimento), a água presente separa-se do óleo junto com os cavacos. Contaminantes imiscíveis mais leves que o fluido vão para o centro do vórtice, promovendo uma mistura ainda maior com o fluido, prejudicando a limpeza.

As bombas de alta pressão sofrem desgaste rápido, pois bombeiam fluido sujo. Além disto pode ocorrer a formação de espuma, especialmente quando há sucção de ar das descargas de fundo de fluido sujo. O ar entra no vórtice do ciclone, misturando-se com o fluido e voltando para o lado sujo do sistema.

Centrífugas

São máquinas de centrifugação convencionais. Separam contaminantes mais leves ou mais pesados que o fluido pelo princípio da força centrífuga. Podem operar em diferentes velocidades, dependendo dos objetivos da separação. São equipadas com cestos, onde ficam retidas as impurezas. A maioria das centrífugas são auto-limpantes, ou seja o antigo problema de limpeza dos cestos foi eliminado.

Indicada para fluido integral, a centrifugação separa água e contaminantes finos. Centrífugas de alta velocidade podem separar óleo contaminante de emulsões.

A velocidade de centrifugação deve ser controlada quando se centrifugam emulsões grossas, para que o óleo solúvel não seja separado da água pelo excesso de velocidade.

Separadores por Flotação

Promovem a separação através da formação de uma nata flutuante que agrega as impurezas finas do fluido. Existe um tanque de decantação onde inicialmente se depositam as partículas maiores. O fluido então é bombeado para um tanque superior onde é aerado através de uma hélice. As bolhas de ar formadas aderem às partículas finas formando uma nata-espuma que passa a flutuar, sendo então escumada.

Os separadores por flotação são uma bo opção para fluidos de corte aquosos, do tipo leitoso. As partículas devem estar umectadas para que aconteça uma boa flotação. Mas a espuma junto com as impurezas deve ser capaz de carregar as partículas finas. Se houver muita espuma pode ocorrer transbordamento. Se houver pouca espuma a flotação não ocorrerá. A concentração e composição do fluido de corte devem ser cuidadosamente controladas para uma boa flotação.

Separadores Magnéticos

Removem partículas ferrosas e outras ligas magnéticas utilizando um tambor rotativo magnetizado ou correia magnetizada. O dispositivo magnético atrai as partículas metálicas, levando-as para fora da área do fluxo do fluido de corte. Em alguns equipamentos existem acessórios raspadores que fazem a remoção final das partículas.

Indicado para fluidos de corte aquosos e integrais de baixa viscosidade. No caso de tambores, o entrelaçamento das partículas de impurezas magnetizadas formam uma rede que carrega também partículas não metálicas, favorecendo a limpeza.

Este sistema tem limitações de tamanho e capacidade de fluxo de fluido, portanto são adequados para uso em uma ou duas máquinas.