BRPI0509518B1

BRPI0509518B1 - Sistema de transferência de material recarregável

Info

Publication number: BRPI0509518B1
Application number: BRPI0509518-2A
Authority: BR
Inventors: D. Thibodeau Robert; A. Williams Eric
Original assignee: C.H. & I. Technologies, Inc.
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2018-03-13
Also published as: JP2007531670A; US20050232072A1; CN1956916B; CA2561612A1; EP1737781A1; US7762434B2; US8640918B2; MXPA06011227A; US20080302833A1; US7997445B2; CA2561612C; BRPI0509518A; US20110290370A1; EP1737781B1; WO2005097666A1; JP2008241041A; HK1099271A1; CN1956916A

Abstract

sistema de transferência de material recarregável a presente invenção refere-se a um sistema de transferência de material para armazenar, transferir e dispensar material viscoso (42), tais como, fluidos e líquidos, inclui um recipiente de contenção de material (20) com uma região superior (22) incorporando uma força motriz e uma região inferior (26) com uma abertura de ingresso e egresso de material (46,48). um dispositivo de transferência de força cônico duplamente ou de outro formato (60) está localizado na área de contenção do material. o dispositivo de transferência de força é um transdutor de energia quando a contenção do material está cheia com materiais altamente viscosos, tais como, adesivos, vedadores, mástiques ou graxas lubrificantes. o dispositivo de transferência de força serve como uma parte integral de um indicador de nível (500) para ambos os fluidos viscosos e líquidos de viscosidade menor. o próprio material viscoso forma uma vedação (49) entre a região da interface do dispositivo de transferência de força e a parede interna do recipiente do fluido. elementos de estabilização verticais (96) podem se estender para fora do dispositivo de transferência de força.

Description

(54) Título: SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE MATERIAL RECARREGÁVEL (51) Int.CI.: B67D 7/02 (30) Prioridade Unionista: 31/03/2004 US 60/558,691 (73) Titular(es): C.H. & I. TECHNOLOGIES, INC.

(72) Inventor(es): ROBERT D. THIBODEAU; ERIC A. WILLIAMS

Gí

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE

TRANSFERÊNCIA DE MATERIAL RECARREGÁVEL.

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDO RELACIONADO

Esse pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório U.S. N° Serial 60/558.691, depositado em 31 de março de 2004, o conteúdo do qual é, por meio disso, incorporado aqui por referência.

Antecedentes da Invenção

A presente invenção refere-se ao campo de gerenciamento de materiais, e mais particularmente a sistemas projetados para conter, transferir, entregar e dispensar vários materiais. O sistema de gerenciamento de material da invenção é configurado para entregar correntes livres de contaminação de um recipiente que pode ser esvaziado e reabastecido repetidamente, sem limpeza intermediária do recipiente ou seus componentes.

Sistemas de gerenciamento de material conhecidos anteriormente têm encontrado dificuldades em transferir, de um recipiente de contenção, certos fluidos grossos viscosos, líquidos e outros tipos de materiais que podem resistir ao bombeamento e que podem ser prejudiciais para o aparelho de bombeamento. Como usado aqui, um fluido é uma substância que é capaz de fluir e que muda sua forma em uma taxa estável quando influenciado por uma força tendendo a mudar a sua forma. Certos materiais, embora normalmente não considerados como sendo fluidos, também podem ser induzidos a fluir sob certas condições, por exemplo, sólidos macios e semisólidos. Vastas quantidades de fluidos são usadas no transporte, fabricação, agricultura, mineração e indústria. Fluidos grossos, fluidos viscosos, fluidos semi-sólidos, produtos viscoelásticos, pastas, géis e outros materiais de fluido que não são fáceis para dispensar de fontes de fluido (por exemplo, recipientes de pressão, contêineres abertos, linhas de abastecimento, etc.) compreendem uma porção bem grande dos fluidos utilizados. Esses fluidos incluem substâncias químicas grossas e/ou viscosas e outros tais materiais, por exemplo, graxas lubrificantes, adesivos, vedadores e mástiques. Na indústria de processamento de alimento, queijos, cremes, pastas de alimento

G&

e semelhantes devem ser movidos de ponto a ponto sem degradar a qualidade e o frescor do alimento. Na fabricação e uso de substâncias químicas industriais e produtos farmacêuticos, fluidos difíceis de mover que são grossos e/ou viscosos são geralmente usados. A capacidade de transportar esses materiais de um lugar para outro, por exemplo, de um contêiner para um local de fabricação ou processamento, e em uma maneira que proteja a qualidade do material, é de importância vital.

O transporte, manipulação, entrega e dispensa de materiais grossos e/ou viscosos apresenta um desafio porque esses materiais resistem a fluir e não são facilmente dispensados ou movidos para fora de seus contêineres. Métodos conhecidos anteriormente de entrega de fluidos viscosos se concentraram no estabelecimento e manutenção de uma vedação hermética ao fluido entre os pistões de impulso ou placas seguidoras, e as paredes laterais dos contêineres dos materiais viscosos. Esses dispositivos, entretanto, são altamente suscetíveis ao rompimento se as paredes laterais do contêiner do material viscoso perdem a forma redonda ou fica com mossa. Além do mais, alguns sistemas exigem alta precisão em todas as suas partes, e exigem equipamento dispendioso e relativamente volumoso. Além do mais, muitos sistemas conhecidos para transporte de material de fluidos exigem o uso de uma bomba externa com um contêiner tendo uma placa seguidora. Além do mais, a bomba e a placa seguidora são conectadas ou de alguma outra forma acopladas de modo a aumentar o custo e sofisticação mecânica de tais sistemas de transferência de material.

Até o momento, recipientes e contêineres conhecidos eram recipientes básicos de pressão moderada-alta tendo características que eram deficientes na transferência de materiais difíceis de mover. Por exemplo, tais recipientes freqüentemente eram receptores relativamente pesados, de aço doce, de ar convertido. Outros tais recipientes eram meramente tanques de propano convertido, de liga de aço especial, de parede fina. Dessa maneira, os recipientes eram fabricados sob regulamentações DOT, e, portanto, requeriam certificação nova relativamente freqüente. Tais contêineres também eram suscetíveis à ferrugem interna, e freqüentemente eram fechados, e <?j portanto, difíceis de limpar. Além do mais, os contêineres não eram bimodais (para líquidos e/ou fluidos grossos). Além disso, as partes internas do contêiner passado consistiam em somente um subsistema interno, um dispositivo seguidor que tinha uma função única, para impedir o desvio do gás em alta pressão. Esses dispositivos seguidores eram difíceis de fabricar, relativamente dispendiosos, propensos à ferrugem e não podiam esfregar as paredes do recipiente, mesmo se desejado pelo usuário. Muitos tais sistemas continham lastro pesado que não podia ser modificado depois da fabricação e eram facilmente inclinados (entornados) se o contêiner era colocado no seu lado.

Um sistema de aparelho de dispensa de material viscoso reutilizável revelado inclui um bote seguidor tendo uma porção de casco inferior que é sobrecarregada com lastro. O diâmetro do bote é menor do que o diâmetro interno do cilindro, tal que o bote flutua em um cilindro cheio com materiais viscosos, tal como graxas lubrificantes grossas. No uso do sistema, o cilindro é cheio com um material viscoso através da sua abertura de ingresso e egresso. Pela aplicação de gás comprimido no bote por cima, o bote tenta forçar o material viscoso para fora do contêiner através de uma abertura comum de ingresso e egresso, até que o fundo do bote acomodase sobre e bloqueia a abertura. Entretanto, o contêiner revelado é configurado como um recipiente de pressão fechado vertical que pode ser difícil de limpar. Além do mais, o bote revelado é um aparelho de função única (evita o desvio do gás), pesado, difícil de fabricar.

Dessa maneira, existe uma necessidade de, e o que era até o momento indisponível, um sistema de transferência de material recarregável que pode mover fluidos altamente viscosos de um recipiente para um ponto de uso. Similarmente, existe uma necessidade de um sistema de transferência de material que dispensará somente a quantidade exigida de material sem sobras, o que é especialmente importante quando as substâncias químicas não são facilmente manipuladas e não podem ser manualmente removidas de maneira fácil ou segura do recipiente. De preferência, um tal sistema de transferência de material reduziría ou eliminaria os custos e despe70 sas que acompanham o uso de tambores, barris pequenos e caçambas, bem como a sobra de material associada com a maior parte dos sistemas existentes. Pelo fato de que certas substâncias químicas são sensíveis à contaminação de uma forma ou outra, existe uma necessidade adicional de um sistema de transferência de material que seja vedado, proteja a qualidade do produto, permita amostragem sem abertura do contêiner para contaminação e permita a atribuição apropriada de problemas de qualidade do produto para o fornecedor ou o usuário. Da mesma forma, existe necessidade de um sistema de transferência de material recarregável que usa componentes de baixo custo e proveja uma solução não pulsante, não mecânica (sem partes móveis) para dispensar e transferir fluidos grossos e outros tais materiais. A presente invenção satisfaz essas e outras necessidades. Sumário da Invenção

Brevemente, e em termos gerais, a presente invenção é direcionada a um sistema de transferência de material recarregável para dispensar vários materiais, incluindo fluidos grossos, viscosos e outros tipos que resistem ao bombeamento e/ou que poderiam ser prejudiciais para o aparelho de bombeamento. A invenção também provê um sistema de gerenciamento de material adaptado para a entrega de correntes livres de contaminação do produto fluido, que pode ser esvaziado e reabastecido repetidamente sem limpeza intermediária do aparelho. Em um outro aspecto, a invenção também provê um sistema de gerenciamento de material adaptado para dispensar materiais grossos, duros e/ou viscosos que resistem ao fluxo sem a necessidade de uma bomba separada ou a necessidade de acoplar uma bomba em uma placa seguidora no contêiner. Em um aspecto adicional, a invenção provê um sistema de gerenciamento de material adaptado para prover informação aos usuários o quanto o fluido permanece no contêiner. Em ainda um outro aspecto, a invenção provê um sistema de gerenciamento de fluido adaptado para entregar altas taxas de fluxo de fluido dentro de uma maior faixa de temperatura operacional.

A presente invenção é um sistema reutilizável, recarregável e reciclável útil no acondicionamento, armazenamento, transferência e dispensa

7/ de material viscoso, tais como, fluidos e líquidos. O sistema inclui um recipiente de contenção de material com uma região superior incorporando uma força motriz, e uma região inferior com uma abertura de ingresso e egresso do material. Altemativamente, o ingresso e egresso do material podem ser configurados em um tubo de distribuição ou outra estrutura posicionada no topo do recipiente. Um dispositivo de transferência de força com nível instrumentado, cônico duplamente ou de outra forma fica localizado na área de contenção do material. O dispositivo de transferência de força pode ser sobrecarregado para uma quantidade dependendo da aplicação. O diâmetro e a altura do elemento tangencial do dispositivo de transferência de força forma uma região de interface cilíndrica. O diâmetro dessa região de interface cilíndrica é menor do que o diâmetro interno do contêiner do material que forma uma coroa anular que é igualada com o fluido viscoso ou líquido e com as condições de operação do sistema.

O dispositivo de transferência de força é um transdutor de energia quando a contenção do material é cheia com materiais altamente viscosos, tais como, adesivos, vedadores, mástiques ou graxas lubrificantes. O dispositivo de transferência de força pode servir como uma parte integral de um indicador de nível para ambos fluidos viscosos e líquidos de viscosidade menor. O próprio material viscoso forma uma vedação entre a região da interface do dispositivo de transferência de força e a parede interna do recipiente do fluido. Elementos de estabilização verticais podem se estender para fora do dispositivo de transferência de força. Esses elementos de estabilização impedem que a região da interface raspe os materiais viscosos para fora das paredes laterais da contenção do fluido. No uso do sistema, o recipiente é cheio com um material, tal como um fluido viscoso ou um líquido através da sua abertura de ingresso e egresso. A operação de enchimento eleva o dispositivo de transferência de força e forma uma vedação viscosa. Pela aplicação de pressão no dispositivo de transferência de força por cima, o dis30 positivo de transferência de força força o material viscoso para fora do recipiente através da abertura de ingresso e egresso do material, até que o fundo do dispositivo de transferência de força se acomode sobre e bloqueia a yL abertura de ingresso e egresso. Na presente invenção, energia na forma de gás inerte em alta pressão pode ser aplicada no dispositivo de transferência de força. Como também considerado pela presente invenção, a energia pode ser derivada de uma combinação de recurso pneumático, hidráulico, mecânico, eletrônico ou eletromecânico, onde nenhum dispositivo de vedação é usado entre o dispositivo de transferência de força e a parede do recipiente.

A presente invenção inclui um aparelho para transferir material de um recipiente incluindo uma coroa, um elemento tangencial preso na coroa, onde o elemento tangencial é configurado com uma superfície externa substancialmente paralela ao eixo longitudinal, e um propulsor preso no elemento tangencial, onde o propulsor é configurado com uma porção para penetrar em um material. O dispositivo de transferência de força pode ser configurado tal que o propulsor é em formato de cone incluindo um vértice direcionado para longe do elemento tangencial, a coroa é em formato de cone com um vértice direcionado para longe do elemento tangencial e o elemento tangencial inclui um ou mais discos ou placas em formato cilíndrico. Alternativamente, o dispositivo de transferência de força pode ser configurado com uma forma semi-elíptica tendo uma protuberância em formato cilíndrico. O dispositivo de transferência de força pode também ser configurado com aletas de estabilização conectadas em uma superfície externa do elemento tangencial ou conectadas em uma superfície externa da coroa. Adicionalmente, o dispositivo de transferência de força pode incluir um dispositivo de indicação de nível incorporando uma haste tendo uma pluralidade de interruptores de palheta magnéticos, onde a haste é disposta com deslizamento dentro da coroa, elemento tangencial e propulsor, e um atuador magnético é disposto dentro de uma porção inferior do propulsor.

Outros aspectos e vantagens da invenção se tomarão evidentes a partir da descrição detalhada seguinte, tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, que ilustram, por meio de exemplo, os aspectos da invenção.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista plana frontal em seção transversal parcial

de uma primeira modalidade do sistema de transferência de material recarregável da presente invenção tendo um dispositivo de transferência de força duplamente cônico.

A Figura 2 é uma vista plana lateral do dispositivo de transferência de força da Figura 1.

A Figura 3 é uma vista plana superior do dispositivo de transferência de força da Figura 2.

A Figura 4 é uma vista plana frontal em seção transversal parcial de uma modalidade alternativa do sistema de transferência de material recarregável da presente invenção tendo um dispositivo de transferência de força duplamente cônico incluindo aletas estabilizadoras.

A Figura 5 é uma vista plana lateral do dispositivo de transferência de força da Figura 4.

A Figura 6 é uma vista plana superior do dispositivo de transferência de força da Figura 5.

A Figura 7 é uma vista plana lateral do dispositivo de transferência de força da Figura 5, também incluindo um dispositivo de gerenciamento da coroa anular.

A Figura 8 é uma vista plana superior do dispositivo de transferência de força da Figura 7.

A Figura 9 é uma vista plana lateral de uma modalidade alternativa do sistema de transferência de material recarregável da presente invenção tendo uma tampa que pode ser aberta incluindo um mecanismo de levantamento.

A Figura 10 é uma vista plana lateral em uma modalidade alternativa do dispositivo de transferência de força da presente invenção tendo aletas estabilizadoras superiores.

A Figura 11 é uma vista explodida dos componentes do dispositivo de transferência de força da Figura 10.

A Figura 12 é uma vista plana lateral em uma modalidade alternativa do dispositivo de transferência de força da presente invenção configurado para uso com um dispositivo de indicação de nível.

A Figura 13 é uma vista plana superior do dispositivo de transferência de força da Figura 12.

A Figura 14 é uma vista plana inferior do dispositivo de transferência de força da Figura 12.

A Figura 15 é uma vista plana lateral do dispositivo de transferência de força da Figura 12, também incluindo um dispositivo de gerenciamento de coroa anular.

A Figura 16 é uma vista plana superior do dispositivo de transferência de força da Figura 15.

A Figura 17 é uma vista plana lateral de um dispositivo de indicação de nível para uso com o dispositivo de transferência de força da Figura 12.

A Figura 18 é uma vista plana lateral de um subconjunto do dispositivo de posição para uso com o dispositivo de transferência de força da Figura 12 e o dispositivo de indicação de nível da Figura 17.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Como mostrado nos desenhos para finalidades de ilustração, a presente invenção é direcionada para sistemas de transferência de material recarregáveis para dispensar vários materiais, incluindo fluidos grossos, viscosos e de outros tipos que resistem ao bombeamento e/ou que poderiam ser prejudiciais para o aparelho de bombeamento. O sistema inclui um recipiente de contenção de material com uma região superior incorporando uma força motriz, e uma região inferior com uma abertura de ingresso e egresso do material. Um dispositivo de transferência de força de nível instrumentado, duplamente cônico ou de outra forma está localizado na área de contenção do material. O dispositivo de transferência de força pode ser sobrecarregado para uma quantidade dependendo da aplicação. O diâmetro e a altura do elemento tangencial do dispositivo de transferência de força formam uma região de interface cilíndrica. O diâmetro dessa região de interface cilíndrica é menor do que o diâmetro interno do contêiner do material que forma uma coroa anular que é igualada com o fluido viscoso ou líquido e com as condições de operação do sistema.

Com referência agora aos desenhos, nos quais numerais de referência semelhantes representam aspectos semelhantes ou correspondentes dos desenhos, e com referência particular à Figura 1, o sistema de transferência de material recarregável 10 inclui um recipiente de pressão 20 e um dispositivo de transferência de força 60, tendo uma coroa (porção superior) 68 e um propulsor (porção inferior) 71. O recipiente de pressão inclui uma porção superior (primeira extremidade) 22, uma parede lateral 24 e uma porção inferior (segunda extremidade) 26. O recipiente de pressão pode ser na forma de um contêiner cilíndrico ou outra forma adequada para conter o material a ser movido para dentro e para fora do recipiente de pressão. Por exemplo, o contêiner pode ser um recipiente de alta pressão vertical ou horizontal, um único cano, um grupo de canos ou uma bobina de canos. Além do mais, o contêiner não precisa necessariamente ser configurado para ou como um recipiente de pressão, onde o material a ser transferido para dentro e para fora do contêiner pode se mover com a gravidade ou outra energia ou força aplicada no dispositivo de transferência. Materiais adequados de construção para o recipiente do material e seus componentes incluem metais (tais como, alumínio, cobre, ferro, níquel e titânio) e ligas (tais como, liga 20, inconel, monel, aço e aço inoxidável). Além disso, polímeros, plásticos, compósitos e outros materiais sintéticos (tais como, plástico reforçado com fibra, polietileno, polipropileno, politetrafluoroetileno, poliuretano, cloreto de polivinila, estireno butadieno acrilonitrila - ABS, cloreto de polivinilo clorado CPVC e fluoreto de polivínilideno - PVDF) podem ser usados para construir o contêiner e seus componentes. Onde a presente invenção considera recipientes horizontais, verticais e inclinados, as referências para os desenhos aqui são geralmente para um recipiente vertical; entretanto, esses de conhecimento comum na técnica verificarão que termos tais como, superior, inferior, topo e base podem ser facilmente traduzidos para configurações horizontais e inclinadas do sistema de transferência de material recarregável.

O topo 22 do recipiente 20 pode ser preso na parede lateral ou pode ser uma tampa que pode ser aberta ou de alguma outra forma removível da porção da parede lateral 24 do recipiente. O topo do recipiente pode

VG ter uma superfície plana, uma superfície semi-elipsoidal ou uma superfície hemisférica. O topo pode ser configurado como uma tampa que pode ser aberta para facilitar a remoção do dispositivo de transferência de força 60, mudança do serviço do material, manutenção das partes internas dos sistemas e limpeza periódica. A tampa do recipiente pode incluir um tubo de distribuição de acesso 36 que se estende para fora do topo do recipiente e se estende para dentro da tampa. O tubo de distribuição de acesso é de preferência posicionado no centro, por exemplo, ao longo do eixo longitudinal do recipiente. O tubo de distribuição de acesso pode incluir um braço de extravasamento 32 ou outro dispositivo para permitir que o material excessivo saia do contêiner durante a operação de enchimento. O braço de extravasamento pode incluir uma válvula manualmente operada ou de descarga de pressão. O tubo de distribuição de acesso pode ser também configurado para conter um cano estabilizador ou outra haste a ser disposta dentro do contêiner ao longo do seu eixo longitudinal. Um flange de acesso 34 pode ser adaptado na extremidade externa do cano de acesso (externo ao recipiente) de modo a restringir uma haste estabilizadora (cano) 62 que pode se estender do topo do recipiente para próximo da base 26 do recipiente. O topo do contêiner pode ser também configurado com uma válvula e encaixe 38 para introduzir e/ou liberar o gás pressurizado para dentro/do recipiente. Gases tais como, ar, nitrogênio ou outros gases quimicamente derivados (inertes ou ativos) podem ser utilizados para pressurizar o recipiente e prover uma força aplicada na coroa 68. Além disso, a tampa pode ser configurada com uma válvula de descarga de pressão (não mostrada) ou outro dispositivo para aliviar a sobrepressão do gás dentro do contêiner. O flange de acesso pode também ser usado para alívio do gás pressurizado do recipiente.

O topo 22 do contêiner 20 pode ser também configurado com um retentor 61 para refrear o dispositivo de transferência de força 60 quando ele alcança o topo do contêiner. O retentor serve pelo menos a duas finalidades: para impedir o extravasa mento durante as operações de reabastecimento e para facilitar a remoção de qualquer um de quaisquer materiais retidos na superfície superior da coroa cônica 68, especialmente materiais semi11 di f

Pis.,

Rufe:

sólidos, permitindo que eles sejam expelidos durante um ciclo de enchimeri^^^ to. O retentor pode ser formado para se conformar com a forma da coroa do dispositivo de transferência de força. O retentor pode ser feito do mesmo metal, liga ou polímero ou diferente do que o recipiente do material, dependendo da construção do recipiente, dispositivo de transferência de força e material consertado. Adicionalmente, o topo do contêiner e a porção da parede lateral do contêiner podem ser configurados com flanges que se ajustam firmemente juntos de modo a formar uma vedação quando o contêiner é configurado com um topo que pode ser aberto. Um primeiro flange 27 poderia ser preso no topo do recipiente, onde um segundo flange 28 é preso na parede lateral do recipiente. Mecanismos de fixação (não mostrados) podem ser usados para prender o flange superior e o flange da parede lateral juntos quando o contêiner está em operação.

A parede lateral 24 do recipiente 20 define um espaço de gás 30 dentro do recipiente. Similarmente, quando o recipiente está cheio com material 42, uma porção do contêiner inclui um espaço de material 40. O recipiente pode também incluir uma porção inferior falsa 50 que é definida por um batente 73 configurado para igualar (se conformar com) a forma do propulsor 71 do dispositivo de transferência de força. O fundo do recipiente pode ter uma superfície plana, uma superfície semi-elipsoidal, uma superfície hemisférica ou outra forma adequada para a função do recipiente. O batente é configurado para impedir o desvio de gás e para garantir pequena retenção de material quando o recipiente está vazio. O batente pode ser também configurado com um canal de saída 55 que atravessa o fundo 26 do recipiente e está em comunicação de fluido com um tubo de distribuição do material 45.

De preferência, o canal de saída é de comprimento suficiente de modo a impedir o fluxo de gás para dentro do tubo de distribuição do material vedando a saída com material abundante. Além disso, o canal de saída pode ser de comprimento suficiente para definir uma área de transferência de calor 54 tal que os elementos de transferência de calor 52 podem ser interpostos ao redor do canal de saída e sob o batente de modo a aquecer ou resfriar o material que sai do contêiner. Alternativamente, o canal de saída e o

F,i

tubo de distribuição de saída do material podem ser posicionados no topo do contêiner, onde o batente, retentor e outros componentes do recipiente são apropriadamente configurados.

O canal de saída 55 do batente 73 no fundo falso 50 do recipiente do material 20 leva para um tubo de distribuição de material 45. O tubo de distribuição do material pode incluir uma entrada de material 48 e uma saída de material 46 em uma forma de T (tê). Um flange 44 pode ser usado para tampar o fundo do tubo de distribuição do material quando formado em uma forma de T. Alternativamente, o material pode entrar e sair do tubo de distribuição a partir do mesmo orifício, onde o tubo de distribuição é formado em uma forma de L. Uma ou mais válvulas (não mostradas) podem ser adicionadas na entrada do material e na saída do material. Da mesma maneira, acoplamentos de liberação rápida (came e ranhura) ou outros conjuntos podem ser adicionados na entrada do material e saída do material para conexão em dispositivos convencionais para a introdução (enchimento) e remoção (esvaziamento) do material para/do recipiente.

Com referência agora às Figuras 2 e 3, o dispositivo de transferência de força 60 inclui uma coroa (porção superior) 68, um elemento tangencial (porção intermediária) 69 e um propulsor (porção inferior) 71. Em uma modalidade, a coroa é configurada com uma forma cônica ou de tronco tendo uma seção transversal substancialmente triangular. A coroa em formato de cone inclui um orifício de acesso (abertura) 64 para acesso a um interior oco do dispositivo de transferência de força. A abertura pode ser usada para inserir o lastro ou outro material carregado dentro do propulsor. Um tampão (tampa) de lastro 65 pode ser usado para fechar o orifício de acesso na coroa. Uma ou mais ventilações (orifícios de gás) 66 podem ser perfuradas ou de alguma maneira formadas na coroa e elemento tangencial de modo a permitir que o gás pressurize o espaço interno do dispositivo de transferência de força. O dispositivo de transferência de força aceita a força primária e/ou energia aplicada na coroa e transduz a força aplicada através do propulsor, fazendo com que o tubo de distribuição do material 42 seja pressurizado de maneira ubíqua. Quando o sistema de transferência 10 inclui um ris.

.ufe:

sintéticos podem ser usados para formar o dispositivo de transferência de ^K força, tais materiais incluem plástico reforçado com fibra, polietileno, polipropileno, politetrafluoroetileno, poliuretano, cloreto de polivinila, estireno butadieno acrilonitrila (ABS), cloreto de polivinilo clorado (CPVC) e fluoreto de polivinilideno (PVDF).

Com referência novamente à Figura 1, uma modalidade do sistema de transferência de material recarregável 10 é configurada com o recipiente do material 20 em uma posição vertical, onde o fundo 26 do contêiner fica adjacente ao piso ou solo e pode permanecer sobre pernas ou outros pedestais (não mostrados). Dessa maneira, a parede lateral 24 do recipiente mantém o topo 22 do contêiner no lugar. O dispositivo de transferência de força 60 é configurado para mover para cima e para baixo o contêiner quando o material entra e deixa o recipiente. Quando uma haste estabilizadora ou outro dispositivo 62 é posicionado dentro do contêiner, o dispositivo de trans15 ferência move para cima e para baixo a haste, que pode ser configurada com uma tampa 63 na extremidade da haste perto do fundo do recipiente. O movimento do dispositivo de transferência de força é restrito no topo do recipiente pelo retentor 61, e é restrito no fundo do recipiente pelo batente 73.

Em um aspecto da presente invenção, o elemento tangencial 69 é configu20 rado com um diâmetro externo que é menor do que o diâmetro interno do recipiente. Dessa maneira, quando o elemento de transferência move para cima e para baixo o contêiner, uma porção do material 42 permanece ao longo da parede lateral formando uma vedação de gás 49 entre a parede lateral do recipiente e o elemento tangencial. Em uma tal configuração verti25 cal do sistema de transferência, a saída 55 é configurada com um comprimento vertical suficiente de modo que o gás no recipiente não moverá através da saída para dentro do tubo de distribuição de material inferior quando o material esvazia do contêiner e o elemento de transferência aproxima-se do batente.

Com referência agora à Figura 4, modalidades alternativas do sistema de transferência de material recarregável 10 podem ser configuradas usando um modo de força diferente de uma fonte de gás pressurizada

Fls..

⁴ alta. Por exemplo, um eixo de transmissão 93 pode ser posicionado dentro de um tubo de distribuição 86 configurado dentro da porção superior 22 do recipiente do material (contêiner) 20. O eixo de transmissão é configurado para prover uma força de acionamento de modo a mover um dispositivo de transferência de força 90 do topo para a base 26 do recipiente. Uma primeira porção de extremidade 87 do eixo de transmissão se estende para fora do tubo de distribuição a partir do topo do recipiente. Um flange 84 posicionado em uma extremidade do tubo de distribuição que se estende para fora do topo do recipiente provê uma vedação hermética ao redor da porção exterior do eixo de transmissão. Uma segunda extremidade 88 do eixo de transmissão é disposta dentro de uma abertura 102 configurada em um vértice de uma coroa cônica 94 do dispositivo de transferência de força. Dessa maneira, o movimento do eixo de transmissão do topo para a base do contêiner conduz o dispositivo de transferência de força para o fundo do contêiner. Da mesma forma, o movimento do eixo de transmissão da base para o topo do contêiner move o dispositivo de transferência de força para o topo do contêiner.

Em operação, espera-se que quando o material 42 entra no tubo de distribuição do material 45 posicionado adjacente à base 26 do recipiente

20, então o dispositivo de transferência de força 90 se eleva para o topo 22 do contêiner. Alternativamente, o eixo de transmissão 93 pode ser configurado para mover o dispositivo de transferência de força para o topo do contêiner adjacente a um retentor 91 configurado dentro da porção superior ou tampa do recipiente. Ademais, um interruptor de limite de carga 92 pode ser configurado no retentor e eletronicamente conectado no modo de força para o eixo de transmissão de modo a parar o dispositivo de transferência de força adjacente ao retentor quando o dispositivo de transferência de força aproxima-se do topo do recipiente. Similarmente, um interruptor de limite de carga 101 pode ser posicionado em ou perto do batente 99. Assim, quando o eixo de transmissão move o dispositivo de transferência para a base do contêiner, o interruptor de limite de carga serve para parar o modo de força no eixo de transmissão e para posicionar o dispositivo de transferência adjacen-

te ao batente permitindo que essencialmente todo o material seja removido do contêiner. Alternativamente, o tubo de distribuição do material, interruptores, retentor, batente e outros componentes do recipiente podem ser configurados de modo que o material seja introduzido e removido do topo do contêiner.

Uma linha de purgação de gás e válvula 89 pode ser configurada no topo ou tampa 22 do recipiente 20 e através do retentor 91 para permitir que o ar ou um gás inerte seja alimentado para dentro do recipiente quando o material 42 está sendo removido do recipiente e para purgar tais gases quando o recipiente está sendo cheio com material. Além disso, um braço de transbordamento de material 82 pode ser incluído no tubo de distribuição 86 para purgar o material excessivo, ar e outros gases durante o ciclo de enchimento. A entrada de gás e a válvula podem ser usadas para permitir que o gás ou ar entre no contêiner à medida que o material é movido para fora do contêiner quando o espaço de ar 80 aumenta dentro do contêiner e quando o espaço de material 40 reduz no contêiner. Alternativamente, a linha de descarga do material excessivo 82 pode ser configurada de modo a permitir que o ar entre e saia do contêiner quando o dispositivo de transferência empurra o material para fora do contêiner ou o material entrando no contêiner move o dispositivo de transferência para o topo do contêiner.

Com referência agora às Figuras 5 e 6, o dispositivo de transferência de força duplamente cônico 90 inclui uma coroa (porção superior) 94, um elemento tangencial (porção intermediária) 95 e um propulsor (porção inferior) 97. A coroa e o propulsor são configurados com uma forma cônica ou de tronco, tendo uma seção transversal substancialmente triangular com um ponto ou vértice truncado. O elemento tangencial anular tem uma superfície externa substancialmente vertical, e é interposto entre a coroa e o propulsor. A coroa, elemento tangencial e propulsor podem ser usinados, fundidos em matriz ou de alguma outra forma fabricados como uma unidade única, ou podem ser fabricados como componentes separados e soldados, aparafusados ou de alguma outra forma presos juntos de maneira permanente ou removível para formar o dispositivo de transferência de força.

O dispositivo de transferência de força 90 pode ser também configurado com um ou mais estabilizadores 96 posicionados ao longo da superfície externa do elemento tangencial 95 do dispositivo de transferência. Os estabilizadores são elementos semelhantes a lâminas finas e podem ser feitos de um material similar como o dispositivo de transferência, por exemplo, metais e suas ligas, polímeros, plásticos, compósitos ou outros materiais naturais e sintéticos. A pluralidade de estabilizadores (por exemplo, quatro estabilizadores) pode ser afixada no dispositivo de transferência eqüidistante ao longo da superfície externa do elemento tangencial por soldagem, prendedores mecânicos ou outros dispositivos e técnicas adequados. As bordas superior e inferior dos estabilizadores podem ser redondas de modo a limitar a raspagem e outro dano na parede lateral 24 do recipiente do material 20. Uma finalidade dos estabilizadores é ajudar a impedir a inclinação do dispositivo de força quando o elemento tangencial se move ao longo das paredes laterais do recipiente. Os estabilizadores também permitem um espaço de material 49 adjacente à parede lateral do recipiente de modo a prover uma vedação de gás entre o dispositivo de transferência de força e a parede lateral do recipiente. Em uma tal configuração, o sistema de transferência de material recarregável 10 pode ser usado em uma posição vertical, uma posição horizontal ou disposto em um ângulo como exigido pelo usuário.

O desempenho do dispositivo de transferência de força 90 pode ser melhorado pela adição de uma ponta de penetração ou protuberância 98. Como mostrado nas Figuras 4 e 5, a ponta de penetração pode ser de forma cônica ou de tronco, tendo o mesmo ângulo intrínseco ou diferente como a porção do propulsor cônico 97 do dispositivo de transferência de força (ver Figura 11). A ponta de penetração pode ser feita do mesmo material ou materiais alternativos como os outros componentes do dispositivo de transferência de força. Além disso, a configuração da ponta do propulsor cônico não precisa ser de seção transversal triangular, mas pode ser arredondada, quadrada ou de outra configuração adequada de modo a ajudar a deslocar o material quando o dispositivo de transferência de força se move para a porção do contêiner que contém o canal de saída do material 55 e o tubo de distribuição de saída do material 45. O propulsor cônico pode ser configurado na sua extremidade inferior (mais distante da coroa 94 e elemento tangencial 95) com uma porção truncada 104 que é configurada para receber a ponta do propulsor cônico. A extremidade larga 106 da ponta do propulsor cônico pode ser configurada com um flange rosqueado ou outro dispositivo para fixação na porção truncada do propulsor. Altemativamente, a ponta do propulsor cônico pode ser soldada ou de outra forma permanentemente presa no propulsor cônico. Dados empíricos sustentam a premissa que o diâmetro mais largo da ponta do propulsor deve ser aproximadamente o mesmo que o diâmetro do canal de saída 55. Ambas a porção cônica do propulsor e a protuberância são configuradas para penetrar no material.

Com referência agora às Figuras 7 e 8, o dispositivo de transferência de força 90 pode ser também configurado com um dispositivo de gerenciamento de coroa anular 103 posicionado adjacente e/ou ao redor do elemento tangencial 95 do dispositivo de transferência de força. Por exemplo, o dispositivo de gerenciamento de coroa anular pode incluir um elemento circular em formato de rosquinha que inclui recortes ou entalhes (não mostrados) de modo a se ajustar firmemente sobre as aletas estabilizadoras 96. Alternativamente, recortes ou entalhes poderíam ser feitos nas aletas estabilizadoras para acomodar o dispositivo de gerenciamento da coroa anular. O dispositivo de gerenciamento da coroa anular também pode ser configurado para ser retido dentro de um entalhe anular dentro do elemento tangencial do dispositivo de transferência de força. O dispositivo de gerenciamento de coroa anular pode ser preso de maneira removível ou permanente no dispositivo de transferência de força (ver também Figuras 15,16). O diâmetro interno do dispositivo de gerenciamento de coroa anular deve ser substancialmente o mesmo que o diâmetro externo do elemento tangencial do dispositivo de transferência. O diâmetro externo do dispositivo de gerenciamento de coroa anular deve ser maior do que o diâmetro interno do recipiente do material 20 de modo a ficar em proximidade com a parede lateral 24 do recipiente. Assim, quando o dispositivo de transferência de força se move ao longo das paredes laterais do recipiente, qualquer material acumu<55 lado 49 (Figura 4) ao longo da parede lateral do recipiente é movido para o fundo 26 do recipiente, através do canal de saída 55 e preferivelmente para fora do tubo de distribuição do material 45. Materiais adequados para o dispositivo de gerenciamento de coroa anular incluem materiais similares aos materiais do dispositivo de transferência de força, bem como couros, borrachas naturais ou sintéticas e outros elastômeros tais como, Buna-N (nitrila), fluoroelastômeros, neoprene e etileno-propileno-dieno-monômero (EPDM).

Com referência agora à Figura 9, uma modalidade do sistema de transferência de material recarregável 110 inclui configurar o recipiente do material 120 em um formato vertical. O recipiente do material inclui um corpo principal 150, um topo 122 e uma ou mais pernas ou extensões 170. O corpo principal do recipiente do material é configurado em um formato cilíndrico tendo uma porção inferior 152 a ser conectada nas pernas 170 e uma porção superior 154 a ser conectada no topo 122. Um flange anular superior 124 é conectado em uma porção inferior 156 do topo. Um flange anular inferior 126 é conectado na porção superior 154 do corpo principal do recipiente. Os flanges anulares são essencialmente cilíndricos na forma, tendo uma configuração semelhante a rosquinha, sendo significativamente maiores em diâmetro do que em espessura. Parafusos de aperto 128 são presos no flange inferior e são configurados para residir dentro de entalhes ou fendas 127 formadas dentro do flange superior. A configuração dos flanges superior e inferior e travas de fixação é tal que quando as travas de fixação estão no lugar, uma vedação hermética ao fluido é mantida entre o topo e o corpo principal do recipiente do material. Onde a função do recipiente do material inclui alta pressão ou outras exigências para uma vedação hermética ao fluido, um anel em O (não mostrado) pode ser interposto entre os flanges superior e inferior ou uma borracha ou outro revestimento polimérico pode ser aplicado nos flanges superior e inferior de modo a facilitar uma vedação hermética ao fluido. Outros mecanismos, tais como, fechos, braçadeiras, orelhas de suspensão e turcos podem ser usados para fixar o topo do recipiente no corpo principal do recipiente.

A porção superior 122 do recipiente do material 120 pode ser

hemisférica e circular em seção transversal. Alternativamente, o topo do recipiente de pressão pode ser configurado plano, quadrado ou de outra forma adequada para a função imposta no recipiente. Furos, recortes ou outros orifícios de acesso podem ser providos no topo do contêiner de modo a facilitar o posicionamento de uma válvula de extremidade de entrada de gás 180, uma válvula de descarga de pressão ou extravasamento 190 e um mecanismo aferidor 160. Para facilidade de inserção e remoção de um aferidor 160 tendo um visor 164, um acoplamento rosqueado 162 pode ser colocado dentro do centro da porção superior do contêiner. Alternativamente, o acoplamento superior pode ser usado para manter a haste estabilizadora ou cano 62, como mostrado na Figura 1, ou o eixo de transmissão 93, como mostrado na Figura 4.

De modo a facilitar a remoção do topo 122 do contêiner 120, um mecanismo de suspensão 130 pode ser configurado adjacente ao corpo principal 150 do recipiente do material. Em uma modalidade, como disponível de Rosedale Products de Ann Arbor, Michigan, U.S.A., um macaco hidráulico 132 é usado para conduzir um pistão ou haste 134 para levantar o flange anular 124 da porção superior do recipiente. Um mecanismo atuador 136 pode ser usado para mover de modo hidráulico, mecânico ou eletromecânico o eixo de transmissão 134 para posicionar o topo do contêiner. Além do mais, o mecanismo de suspensão pode ser configurado de modo a suspender e permitir o movimento horizontal da tampa sem o desengate completo do flange inferior 126. Para finalidades de estabilização, um flange de suporte 138 pode ser preso no corpo principal 150 do recipiente do material e no mecanismo atuador 132 do mecanismo de suspensão 130.

O sistema de transferência de material recarregável 110 pode ser também configurado com um tubo de distribuição de entrada e saída de material 140 posicionado abaixo do corpo principal 150 do recipiente do material 120 e adjacente à porção inferior 152 do recipiente. Por exempio, um cano 144 pode ser conectado na porção inferior do contêiner e pode incluir uma porção em formato de T (té) 146 que é fechada em uma extremidade 146 e é conectada em um mecanismo de descarga 148 em uma segunda a óa Fr^z ”13..

Rufe:

Ή porção do tê. A porção de descarga do tubo de distribuição do material podè^^ também incluir um mecanismo de válvula de bola e atuador 142. Um acoplador de came e ranhura ou outro mecanismo específico industrial pode ser configurado na saída do tubo de distribuição do material para acoplamento em mangueiras e canos para encher e esvaziar o contêiner. Para proteção adicional do tubo de distribuição de descarga do material, um escudo (não mostrado) de plástico, metal ou outro material adequado pode ser configurado ao redor das pernas 170 ou outra extensão que suporta o contêiner do material 120. Similarmente, um escudo protetor (não mostrado) pode ser formado ao redor da porção superior do topo 122 do contêiner de modo a proteger o mecanismo de visor 160, entrada de gás 180 e dispositivo de descarga do material ou alívio de pressão 190. Recortes no mecanismo protetor que circundam o topo podem ser providos para acesso ao visor 164 e à válvula de gás 180.

O sistema de transferência de material recarregável 110 pode ser configurado para manter várias quantidades de material 42 e várias pressões de gás em alta pressão 31. Por exemplo (ver também Figuras 1 e 4), o topo 122 e o corpo principal 150 do recipiente 120 podem ser dimensionados e o retentor 61,91 e batente 73,99 configurados de modo que o espaço do material interno 40 acomoda, por exemplo, cinquenta e cinco, cento e cinqüenta, trezentos ou seiscentos galões (2,3 metros cúbicos) de fluido ou outro material. Para um modo de operação envolvendo pressão de gás constante, esses versados na técnica podem determinar, sem experimentação indevida, o volume do contêiner exigido para acomodar o gás em alta pressão. Para um modo de operação envolvendo pré-carga do recipiente com uma quantidade específica de gás prossegue como segue:

(a) determinar a pressão final (P), em termos absolutos exigida para dispensar o material quando vazio;

(b) multiplicar essa pressão absoluta (P) pelo volume alagado (V) do contêiner para obter um valor citado aqui como a constante PV;

(c) determinar o valor da pressão absoluta na pré-carga de um contêiner cheio e (d) dividir a constante PV pela pressão absoluta na pré-carga para determinar o volume do contêiner exigido para acomodar o gás em alta pressão.

Quando um dispositivo de transferência de força duplamente cônico 60,90 é usado no recipiente do material 20,120, o diâmetro externo do elemento tangencial 69,95 (diâmetro mais largo da coroa 68,94 e propulsor 71,97) é configurado um pouco menor do que o diâmetro interno da parede lateral 24 do recipiente do material. Sistemas de transferência de material recarregáveis podem ser graduados para cima e para baixo para os serviços planejados. Os serviços podem variar de pequenos sistemas portáteis a grandes sistemas montados em caminhão de carga ou reboque. É considerado que a presente invenção seja aplicável a sistemas de transferência de material de muito pequeno (micro-, nano-dimensionado) até muito grande que movería quantidades de material menores do que microlitro e pelo menos dezenas de milhares de litros de material. Esses versados na técnica de contêineres podem determinar, sem experimentação indevida, as geometrias apropriadas do contêiner, materiais e outros aspectos. Similarmente, esses versados na técnica de transferência de material podem determinar, sem experimentação indevida, as geometrias apropriadas do dispositivo de transferência de força, materiais e outros aspectos. Se os sistemas de transferência de material recarregáveis fossem carregados com volumes finitos de gás, e não conectados em abastecimentos de gás, então esses versados na técnica de transferência de materiais podem determinar, sem experimentação indevida, as pressões apropriadas mínimas de gás. Além do mais, esses versados na técnica de manipulação de gás podem determinar, sem experimentação indevida, as pressões de gás iniciais apropriadas e volumes de gás. Os seguintes são as dimensões de alguns exemplos de sistemas de transferência de material recarregáveis:

EXEMPLO N° 1 - DISPENSADOR DE VEDADOR DE CORPO AUTOMOTOR

Volume de dispensa: 1,9 galões (432 polegadas cúbicas, 7,1 litros)

Contêiner Topo: plano Base: plana

Diâmetro interno: 6,5 polegadas (16, 5 cm)

Altura interna: 14,5 polegadas (36,8 cm)

Volume alagado: 2,1 galões (481 polegadas públicas, 7,9 litros) Material: alumínio

Dispositivo de transferência de força Topo: plano

Base: cone de 120 graus

Protuberância inferior: nenhuma

Diâmetro tangencial: 6,25 polegadas (15,9 cm)

Altura tangencial: 1,0 polegadas (2,5 cm)

Material: alumínio

EXEMPLO N° 2 - DISPENSADOR DE AMORTECIMENTO DE SOM DE CORPO AUTOMOTOR

Volume de dispensa: 21,7 galões (5.013 polegadas cúbicas, 82,1 litros)

Contêiner

Topo: 2:1 semi-elipsoidal Base: 2:1 semi-elipsoidal Diâmetro interno: 15,5 polegadas (39,4 cm)

Altura do invólucro reto: 32,1 polegadas (81,5 cm)

Volume alagado: 34,3 galões (7.929 polegadas cúbicas, 129,9 litros)

Material: aço inoxidável Dispositivo de transferência de força Topo: 2:1 semi-elipsoidal Base: 2:1 semi-elipsoidal

Protuberância inferior: diâmetro de 3,0 polegadas (7,6 cm) e altura de 2,5 polegadas (6,4 cm) diâmetro tangencial: 14,0 polegadas (35,6 cm)

Altura tangencial: 5,0 polegadas (12,7 cm)

Material: aço inoxidável

A proximidade do elemento tangencial 69, 95, 230, 232, 234, 236, 330, 332, 334, 346, 348 do dispositivo de transferência de força 60,90,200 e 300 para a parede lateral 24 do contêiner do material 20,120 é dependente, entre outras coisas, da natureza do material 42. A proximidade varia de 0,2 a 1,0 polegadas (0,5 a 2,5 cm). A altura do elemento tangencial 69, 95, 230, 232, 234, 236, 330, 332, 334, 346, 348 depende, entre outras coisas, da natureza do material e do tamanho do contêiner 20,120. As alturas variam de zero a doze polegadas (30,5 cm). A coroa cônica 68,94 tem um ângulo de definição que depende, entre outras coisas, do caráter do material. O ângulo pode variar de 90 a 180 graus. O tronco do propulsor 71, 97, 210, 212, 214, 215 tem um ângulo de definição 215 que depende, entre outras coisas, da natureza do material que pode variar de 90 graus a 180 graus. A ponta do propulsor 98,220 tem um ângulo de definição 225 que depende, entre outras coisas, da natureza do material que pode variar de 30 graus a menos do que 180 graus.

Com referência agora às Figuras 10 e 11, o dispositivo de transferência de força 200 pode ser adaptado para uso com vários fluidos tendo viscosidades diferentes. A porção do propulsor 210 do dispositivo de transferência pode ser configurada como um dispositivo oco em formato cônico ou de tronco. A pluralidade de elementos tangenciais 230 pode ser configurada para ser colocada adjacente à porção do propulsor do dispositivo de transferência. Por exemplo, os elementos tangenciais 232, 234, 236 podem ser semelhantes a disco ou de forma cilíndrica tendo uma relação entre os eixos onde sua altura (espessura) é significativamente menor do que seu diâmetro. Os elementos tangenciais podem ser empilhados um em cima do outro e presos na porção do propulsor usando uma haste de fixação 250 ou outro mecanismo adequado. A haste de fixação pode ser presa de maneira removível nas placas usando um acoplamento superior 254, e pode ser presa na sua segunda extremidade (de base) 252 na porção inferior 214 do propulsor cônico 210. Em uma modalidade, a haste de fixação é disposta em furos ou

perfurações 256 nos elementos tangenciais e dentro de um cano ou conduto 258 no propulsor.

A penetração do dispositivo de transferência 200 em fluidos grossos ou viscosos pode ser auxiliada pela adição de uma ponta de penetração 220 presa na porção inferior 214 do propulsor 210. Como até agora descrito, a ponta do propulsor pode ser cônica (triangular em seção transversal), rombuda, quadrada ou outra forma adequada. A ponta do propulsor pode incluir um adaptador 222 para prender a ponta no propulsor por soldagem, mecanismos de rosqueamento ou para fixar a ponta na haste de fixação 250. Um orifício 264 no propulsor cônico e lumens ou furos 262 nos elementos tangenciais podem ser usados para prover acesso a uma porção oca do propulsor cônico para a adição de lastro. Uma tampa 260 pode ser colocada no elemento tangencial mais externo para cobrir o orifício para enchimento e remoção do lastro. Quando o dispositivo de transferência de força é usado em um sistema de transferência de material recarregável que é pressurizado, furos ou perfurações 280 podem ser perfurados ou de outra maneira formados nos elementos tangenciais de modo a permitir a pressurização do dispositivo de transferência de material.

O dispositivo de transferência de força 200 pode também incluir um mecanismo estabilizador 240. Por exemplo, três aletas de estabilização 242,244,246 podem ser presas no elemento tangencial mais externo 232 para impedir a inclinação e de alguma forma estabilizar o propulsor 210 do dispositivo de transferência de força quando ele se move dentro do recipiente do material 20,120. As aletas estabilizadoras podem ser soldadas, aparafusadas, atarraxadas e presas de modo permanente ou removível no elemento tangencial superior 232 do dispositivo de força pela adição de um ou mais flanges 243,245,247. As aletas estabilizadoras são configuradas tal que elas se estendem para fora do perímetro dos elementos tangenciais, de modo que a porção mais externa dos estabilizadores fica adjacente à parede lateral interna do recipiente do material. Alternativamente, aletas estabilizadoras podem ser presas em um ou mais dos elementos tangenciais como mostrado nas Figuras 4-6.

Com referência agora às Figuras 12,13 e 14, o dispositivo de transferência de força 300 pode ser feito em várias configurações diferentes da forma duplamente cônica mostrada nas Figuras 1-8. Por exemplo, a porção do propulsor 310 do dispositivo de transferência e a porção de coroa 315 do dispositivo de transferência podem ser de forma hemisférica ou semielíptica. Tais formas hemisféricas ou elípticas podem ser mais fáceis de fabricar através do trabalho a frio, recozimento ou fundição. Similarmente, processos moldados injetados para uso de várias ligas e metais podem ser implementados.

Como mostrado na Figura 12, o dispositivo de transferência 300 pode incluir uma porção substancialmente tangencial 330 de modo a ficar paralela às paredes laterais internas do recipiente do material. Dessa maneira, o propulsor ou a porção inferior 310 do dispositivo de transferência pode incluir uma porção tangencial 332, e a porção superior 315 do dispositivo de transferência pode incluir uma porção tangencial 334. As duas metades do dispositivo de transferência podem ser unidas em uma solda 340, ou outra técnica para prender de modo permanente ou removível as duas metades uma na outra pode ser utilizada. Como até o momento descrito, aletas estabilizadoras verticais 342, 344, 346, 348 podem ser espaçadas circunferencialmente ao redor da porção tangencial do dispositivo de transferência. Embora quatro aletas estabilizadoras sejam mostradas nas figuras de referência, duas, três, seis ou mais aletas estabilizadoras podem ser utilizadas quando apropriado, dependendo do diâmetro e outras configurações do recipiente e dispositivo de transferência.

Quando o dispositivo de transferência de força 300 é usado em um ambiente de gás pressurizado, a porção superior ou de topo (coroa) 315 do dispositivo de transferência pode incluir uma ou mais ventilações ou furos 380 de modo a permitir que o gás pressurizado entre no interior do dispositivo de transferência. Além disso, um orifício de acesso 360 para a colocação de lastro dentro do dispositivo de transferência pode ser provido na superfície superior da coroa do dispositivo de transferência. Como até agora descrito, o orifício de acesso do lastro pode ser configurado para aceitar um tam27 pão ou tampa para inserção removível para dentro do orifício de acesso. A coroa do dispositivo de transferência pode também ser configurada com um acoplamento, flange ou outro elemento 350 para inserção de um cano estabilizador 62 (Figura 1) ou eixo de transmissão 93 (Figura 4). Para configurações do dispositivo de transferência de força que acomodam um dispositivo de indicação de nível (Figuras 17,18), um cano ou outro tubo pode ser configurado para se estender do acoplamento da coroa para próximo da superfície inferior da porção do propulsor 310. Como mostrado na Figura 12, a porção do propulsor é também configurada com uma protuberância cilíndrica ou flange 320 que pode ser configurado como um acoplamento para aceitar um mecanismo de retenção 322 que pode ser usado para conter um subconjunto do dispositivo de posição 600 (Figura 18). O acoplamento do propulsor pode também servir como uma ponta de penetração para facilitar a penetração do material e para movimento de fluidos muito viscosos através do canal de saída 55 e tubo de distribuição do material 45,140 do recipiente 20,120. Dessa maneira, o diâmetro da ponta do propulsor (protuberância 320) deve ser aproximadamente o mesmo que o diâmetro do canal de saída 55.

Para ajudar na inserção e remoção do dispositivo de transferência de material 300 das partes internas de um recipiente de material, furos 352 ou mecanismo similar podem ser formados no acoplamento superior 350 na coroa 315. Por exemplo, como mostrado na Figura 13, dois furos 352 podem ser perfurados em linha através do acoplamento tal que uma corrente ou arame pode ser rosqueado através dos furos para suspender o dispositivo de transferência de força do recipiente de pressão. Como até o momento descrito, o recipiente transferido pode ser feito de qualquer metal adequado, liga, plástico ou outro polímero que seria compatível com o material a ser usado no sistema de transferência.

Com referência agora às Figuras 15 e 16, o dispositivo de transferência hemisférico (semi-elíptico) 300 (Figura 11) pode ser configurado com um dispositivo de gerenciamento de coroa anular 400 para ajudar a remover o material acumulado nas paredes laterais internas do recipiente do material. O dispositivo de gerenciamento de coroa anular inclui um elemento

anular 410 formado de borracha natural ou sintética, polímeros elastoméricos ou outros materiais adequados compatíveis com o material sendo transferido para dentro e para fora do contêiner. O dispositivo de gerenciamento de coroa anular pode adicionalmente incluir um flange horizontal ou flanges 420 afixados no elemento anular. O flange horizontal pode incluir orifícios 452, 454, 456, 458 para acomodar registros 442, 444, 446, 448 ou outros mecanismos de ventilação de modo que gás ou ar preso abaixo do dispositivo de transferência possa ser liberado quando o dispositivo de transferência se move do topo para a base (da primeira extremidade para a segunda extremidade) do recipiente do material. O flange horizontal pode ser preso no elemento anular por parafusos e porcas 470 ou outro recurso de fixação adequado. Alternativamente, o elemento anular pode ser colado ou de outra forma unido no flange ou diretamente na coroa do dispositivo de transferência. Uma porção vertical do flange pode ser soldada ou de outra maneira formada com o flange horizontal e pode ser presa no dispositivo de transferência por parafusos e porcas 460 ou outro recurso de fixação adequado. O dispositivo de gerenciamento de coroa anular pode ser preso de maneira fixa ou removível no dispositivo de transferência de força.

Com referência agora à Figura 17, o sistema de transferência do material recarregável pode incluir um dispositivo de indicação de nível 500. Muitos tipos de indicadores de nível podem ser incorporados no sistema de transferência de material, tal como dispositivos de nível de contato e sem contato, por exemplo, dispositivos de peso do contêiner (balança), dispositivos de pressão de gás do contêiner (manômetros), dispositivos de codificação linear e rotativo (aferidores de fita), dispositivos de onda (laser, magnetostritivo, radiofreqüência e ultra-sônico), dispositivos magneticamente acoplados (hastes e fitas de indicação), dispositivos de deslocamento (interruptores de limite de carga e proximidade), dispositivos de fluxo de material (totalizadores de fluxo), dispositivos óticos (fibra ótica, fotoelétrico e visual), dispositivos de interface de material e gás (flutuação, capacitância, condutividade, pressão diferencial e temperatura diferencial) e dispositivos nucleares (radioisótopos). Um sistema adequado para uso com os dispositivos de

transferência de força descritos aqui está disponível de GEMS Sensors, Inc. de Plainville, Connecticut, USA. Um tal dispositivo inclui uma haste 520 que pode ser disposta dentro do cano adaptador ou lúmen central do dispositivo de transferência de força (ver Figura 12). A haste pode incluir interruptores de palheta magnéticos ou outros indicadores de nível que são acoplados em um microprocessador em um alojamento 560 que é visível de fora do recipiente do material. Um acoplamento rosqueado 540 ou outro dispositivo de fixação pode ser usado para prender o sistema indicador de nível no flange superior 350 do dispositivo de transferência de força 300 mostrado na Figura 12. O alojamento pode incluir um microprocessador programável (não mostrado) e outros eletrônicos tal como um visor digital 564 que pode ser configurado para uso com tamanhos particulares de recipientes de material. O alojamento 560 do sistema pode ser feito de um polímero, compósito, outro material sintético ou um metal ou construção de liga mais robusto como disponível de Moore Industries International, Inc., de North Hills, Califórnia.

Com referência agora à Figura 18, para acionar os sensores magnéticos na haste 520, um subconjunto do dispositivo de posição 600 pode ser configurado para posicionamento dentro do dispositivo de transferência de força 300 mostrado na Figura 11.0 subconjunto inclui um alojamento externo 620 para conter um dispositivo de posição magnético (atuador magnético) 640, que pode ser cilíndrico ou em formato oval. Uma tampa rosqueada ou outro acoplamento 660 é configurado em um lado do alojamento de modo a ser preso em um adaptador 322 ou outro mecanismo no dispositivo de transferência de força. A tampa do alojamento inclui um furo ou lúmen 680, de modo que a haste 520 pode passar através do subconjunto do dispositivo de posição. Similarmente, o dispositivo de posição é configurado dentro de um lúmen central 690 de modo que a haste pode ser disposta com deslizamento dentro do dispositivo de posição. Adicionalmente, o subconjunto do dispositivo de posição pode incluir um mecanismo de limpeza (não mostrado) para remover depósitos do material da haste. Em operação, à medida que o nível do material aumenta no recipiente, o dispositivo de transferência mantendo o subconjunto do dispositivo de posição (atuador magné-

tico) move para cima a haste acionando os sensores contidos dentro da haste. À medida que o dispositivo de posição (atuador magnético) aproxima-se do ponto mais alto na haste, então o visor 564 no dispositivo será calibrado para ler cem porcento ou alguma outra indicação para mostrar um recipiente cheio. O dispositivo de indicação de nível 500 pode ser calibrado para mostrar a altura do material, peso ou volume como apropriado. Da mesma forma, quando o material é drenado do recipiente, o dispositivo de transferência aproxima-se do fundo do contêiner fazendo com que o atuador magnético se aproxime do ponto mais baixo na haste e o indicador de nível mostrará uma diminuição na altura, peso ou volume do material.

Embora formas particulares da invenção tenham sido ilustradas e descritas com relação a certas modalidades de sistemas de transferência de material, também será evidente para esses versados na técnica que várias modificações podem ser feitas sem se afastar do escopo da invenção. Mais especificamente, deve ser evidente que a presente invenção não é limitada a qualquer método particular de formação dos dispositivos revelados. Embora certos aspectos da invenção tenham sido ilustrados e descritos aqui em termos de seu uso com fluidos e outros materiais específicos, será evidente para esses versados na técnica que o sistema de transferência de material recarregável e o dispositivo de transferência de força podem ser usados com muitos materiais não especificamente discutidos aqui. Além disso, tamanhos e dimensões particulares, materiais usados e semelhantes foram descritos aqui e são providos como exemplos somente. Outras modificações e aperfeiçoamentos podem ser feitos sem se afastar do escopo da invenção. Dessa maneira, não é planejado que a invenção seja limitada, exceto como pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema recarregável para transferência de material, o sistema compreendendo:

um recipiente (20) possuindo uma primeira extremidade (22) que 5 possui uma entrada para uma fonte de gás pressurizado, uma segunda extremidade (26) que possui um distribuidor (45) configurado com uma entrada de material (48) e uma saída de material (46), e uma parede (24) disposta entre a primeira extremidade (22) e a segunda extremidade (26), o recipiente (20) ainda possuindo um eixo longitudinal e uma largura transversal; e 10 um dispositivo de transferência de força (300), disposto dentro do recipiente (20), o dispositivo de transferência de força (300) caracterizado pelo fato de que inclui, (a) uma coroa (315) que possui uma forma semi-elíptica e es15 tando oca;

(b) um membro tangencial (330) ligado à coroa (315) e possuindo um eixo longitudinal paralelo ao eixo longitudinal do recipiente (20), onde o membro tangencial (330) está configurado com uma área externa paralela ao eixo longitudinal da coroa (315), onde o membro tangencial (330) tem

20 uma largura transversal menor do que a largura transversal do recipiente (20) e disposto de tal forma que em uso quando o dispositivo de transferência de força (300) se move, uma porção do material permanece ao longo da parede (24) para formar um selo de gás (49) entre a parede (24) e o membro tangencial (330);

25 (c) um propulsor (310) ligado ao membro tangencial (330) e configurado para penetrar o material no recipiente (20), o propulsor (310) possuindo uma forma semi-elíptica e estando oco; o propulsor (310) sendo configurado com uma protuberância (320) tendo uma forma cilíndrica e um diâmetro semelhante ao diâmetro de um canal de descarga no distribuidor (45);

30 (d) um retentor (61) posicionado na primeira extremidade (22) do recipiente (20) e configurado para se conformar à forma da coroa (315);

(e) um batente (73) posicionado na segunda extremidade (26) do

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e (f) um dispositivo de gerenciamento de coroa anular (400) configurado para auxiliar a remover material acumulado na parte interna da pare5 de (24) do recipiente (20).
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro tangencial (330) inclui uma pluralidade de aletas de estabilização (342, 344, 346, 348) espaçados circunferencialmente ao redor do membro tangencial (330).

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3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o membro tangencial (330) é formado a partir da coroa (315) e do propulsor (310).
4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de elementos de transferência de

15 calor (52) interpostos ao redor do canal de descarga do batente (73).
5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um dispositivo de indicação de nível (500) que possui uma haste (520) configurada com uma pluralidade de interruptores de palheta magnéticos e que possui um atuador magnético disposto den20 tro de uma porção do fundo do propulsor (310), onde a haste (520) está disposta de uma maneira deslizável dentro da coroa (315), do membro tangencial (330) e do propulsor (310).

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