ES2123473T3 - Procedimiento de compactado de polvo. - Google Patents
Procedimiento de compactado de polvo.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN METODO DE EMPAQUETAMIENTO EN EL CUAL UN MATERIAL (P) ES SUMINISTRADO AL INTERIOR DE UN ESPACIO QUE COMPRENDE UNA ABERTURA (4C) PARA EL SUMINISTRO DEL MATERIAL Y UN ESPACIO (4D) A SER EMPAQUETADO CON EL MATERIAL, Y EL ESPACIO ES EXPUESTO A LA TOMA DEL AIRE, ES DECIR, LA CONMUTACION DE LA PRESION DEL AIRE DESDE UN ESTADO DE BAJA PRESION DE AIRE HASTA UN ESTADO DE ALTA PRESION DE AIRE ALTERNATIVAMENTE, EMPAQUETANDO DE ESTA FORMA EL MATERIAL EN EL INTERIOR DEL ESPACIO (4D) A UNA ALTA DENSIDAD DE EMPAQUETAMIENTO. EL USO DE LA TOMA DEL AIRE PARA EL EMPAQUETAMIENTO DE UN MATERIAL EN UN ESPACIO HACE QUE LA DENSIDAD DE EMPAQUETAMIENTO DEL MATERIAL SEA UNIFORME.
Description
Procedimiento de compactado de polvo.
La presente invención se refiere a un método de
envasado en el que un polvo, un material granular, un material en
copos, un material de placa o similar es inyectado dentro de un
contenedor o receptáculo tal como una lata, una bolsa, un molde de
caucho, un troquel o similar que tiene una abertura para alimentar
el material y cuyo espacio es alimentado con dicho polvo o
similar.
Se ha conocido un método de envasado, en el que
un espacio con una abertura para inyectar un material es llenado con
el material, y el material es presionado con un dispositivo de
prensado tal como un dispositivo de empuje o similar, envasando, por
lo tanto, el espacio con el material más compactado.
Se ha conocido también otro método de envasado en
el que el material inyectado es vibrado o apisonado mecánicamente,
llenando así el espacio con el material más compactado.
El documento JP 07 048603 describe un dispositivo
de formación compacto en el que el polvo es aireado.
En los métodos convencionales descritos
anteriormente, puesto que el material es presionado con un
dispositivo de prensado como un dispositivo de empuje o es vibrado y
apisonado mecánicamente, el material tiende a ser dañado cuando es
débil a choques mecánicos.
Otro problema de los métodos convencionales es
que aplicando vibración o apisonamiento mecánico al troquel o al
contenedor, al dispositivo para fijarlos, o al aparato, o a la mesa
para transportar el troquel o el contenedor provoca que se dañen
estos dispositivos y se acorten sus años de duración.
Adicionalmente, la presión del material envasado
en el espacio conduce a la diferencia en la densidad de envasado
entre la región próxima al dispositivo de prensado y la región
distante del dispositivo de prensado, puesto que el material en la
región fuera del dispositivo de prensado recibe una fuerza de
prensado más débil que en la proximidad del dispositivo de prensado.
Por lo tanto, no puede asegurarse un envasado con una densidad de
envasado uniforme. Éste es especialmente un problema cuando se
envasa el material dentro de un espacio largo y estrecho. Si un
molde de caucho es llenado con un polvo como el material con
densidades de envasado desiguales y presionado como lo está con
perforaciones o por prensado hidrostático, es probable que el
compacto resultante tenga deformación en la configuración o se
agriete o se fragmente. Adicionalmente, un contenedor llenado de
forma desigual puede contener solamente una cantidad insuficiente,
pequeña del material que significa que el espacio del contenedor no
es completamente utilizado. A pesar de muchas demandas en la
industria para un envasado uniforme y altamente densificado, ha sido
difícil para los métodos de envasado convencionales satisfacer estas
demandas.
Es un objeto de la invención resolver los
problemas mencionados anteriormente, así como proporcionar un método
de envasado, por el que el material puede envasarse de una manera
eficiente y rápida dentro de un espacio.
La invención es como se define en las
reivindicaciones que se acompañan.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
parte producida sometiendo un compacto después de prensado a un
proceso tal como sinterización.
La figura 2 es una vista en sección vertical de
un troquel partido y una guía etc. para producir un compacto en el
que es adoptado el método de envasado de la presente invención.
La figura 3 es una vista en sección vertical de
un troquel y una guía etc. para producir un compacto cilíndrico en
el que es adoptado el método de envasado de la presente
invención.
La figura 4 es una vista en sección vertical de
un aparato de prensado hidrostático, en el que es adoptado el método
de envasado de la presente invención.
La figura 5 es una vista en sección vertical de
un aparato de granulación en el que es adoptado el método de
envasado de la presente invención.
La figura 6 es una vista en sección vertical de
un aparato de envasado para materiales en copos en los que se adopta
el método de envasado de la presente invención.
La figura 7 es una vista en sección vertical de
un aparato de envasado para envasar materiales dentro de una bolsa
en la que es adoptado el método de envasado de la presente
invención.
La figura 8 es una vista en sección vertical de
un aparato de envasado para envasar un polvo dentro de un molde de
caucho dividido en el que es adoptado el método de envasado de la
presente invención.
La figura 9 es una vista en sección vertical de
un aparato de envasado que tiene un dispositivo de molde, en el que
se ha adoptado el método de envasado de la presente invención.
La figura 10 es el proceso de envasado del
aparato de envasado mostrado en la figura 9.
La figura 11 es un diagrama de funcionamiento que
muestra relativamente los movimientos de las partes principales del
aparato de envasado mostrado en las figuras 10 y 11.
Utilizando las figuras 1 a 11, se describirán las
formas de realización de la presente invención, pero la presente
invención no está limitada a estas formas de realización sino que
puede modificarse de otra manera dentro del alcance de la invención
como se define en las reivindicaciones que se acompañan.
Primero de todo, utilizando las figuras 1 y 2, se
explica una forma de realización de la presente invención en la que
un polvo que debe compactarse es envasado dentro de un espacio
formado como un troquel partido.
Una parte (W) mostrada en la figura 1 forma un
cuerpo integrado que comprende un engranaje recto (2) que está
formado alrededor de la mitad del eje (1) y un engranaje cónico (3)
formado en el extremo del eje (1). Se describe a continuación el
método para producir un compacto verde para la parte (w) utilizando
un troquel partido.
Un troquel partido (4) está montado con dos
partes (4a), (4b) poniendo en contacto cada superficie vertical, y
el troquel partido montado (4) está provisto con una abertura (4c)
en su parte superior. Una parte del espacio (4d) que es llenada con
polvo (p) está designada teniendo en cuenta para la parte (w) que
adopta el cambio dimensional después de la sinterización. Una guía
(5) es colocada sobre el troquel partido (4). El diámetro del
agujero (5a) de la guía (5) es el mismo o más pequeño que el
diámetro de la abertura (4c) del troquel partido (4). Con el fin de
facilitar para suministrar el polvo (p) dentro del agujero (5a) de
la guía (5), el extremo superior del agujero (5a) formaría
preferentemente una inclinación como se indica por (5b).
Como se muestra en la figura 2A, después de que
la guía (5) ha sido colocada sobre el troquel partido (4) se
suministra un polvo previamente pesado (p) dentro de la parte del
espacio (4d) del troquel partido (4) y el taladro (5a) de la guía
(5) a una profundidad deseada.
Entonces, como se muestra en la figura 2B, el
elemento de tapa (6) es colocado sobre la guía (5) de manera que
sella la guía (5). El elemento de tapa (6) está provisto con un
número apropiado de agujeros (6a) que están conectados con tubos de
conexión (6b). Los tubos de conexión (6b) están conectados con un
dispositivo de bombeo tal como un generador de vacío de tipo
expulsor que no se muestra en el dibujo. Después la guía (5) es
cubierta con el elemento de cubierta (6), el dispositivo de bombeo
es accionado para permitir que el aire salga de la parte del espacio
(4d) del troquel partido (4) y el agujero (5a) de la guía (5), de
manera que el espacio que comprende la parte del espacio (4d) del
troquel partido (4) y el agujero (5a) de la guía (5) es llevado en
un estado de baja presión del aire. Llevando estas partes de espacio
(4d) y el agujero (5a) al estado de baja presión de aire, es
expulsado el aire contenido en el polvo (p).
Posteriormente, después de un tiempo deseado de
la aireación, se corta la presión de aire que fluye dentro del
dispositivo de bombeo tal como el generador de vacío de tipo
expulsor, y el aire es introducido a través del agujero (6a) del
elemento de cubierta (6) de manera que la presión de aire en el
espacio que comprende el agujero (5a) de la guía (5) y la parte del
espacio (4d) del troquel partido (4) es alta. Como resultado, la
densidad de relleno del polvo (p) que llena el espacio que comprende
la parte del espacio (4d) del troquel partido (4) y el agujero (5a)
de la guía (5).
Como se describe anteriormente, conectando la
presión de aire del espacio que comprende la parte del espacio (4d)
del troquel partido 4 y el agujero (5a) de la guía (5) desde un
espacio de baja presión del aire hasta un espacio de alta presión
del aire un número apropiado de veces, el aire contenido en el polvo
(p) es evacuado y la mayoría del polvo (p) en el agujero (5a) de la
guía (5) es envasado dentro de la parte del espacio (4d) del troquel
partido (4). La repetición de conexión del estado del espacio desde
la baja presión del aire a la alta presión del aire es referida a
continuación simplemente como el "proceso de toma de aire" o
"toma de aire". Un proceso de toma de aire de este tipo asegura
el envasado de alta densidad del polvo (p) dentro de la parte del
espacio (4d) del troquel partido (4).
Para el proceso de toma de aire descrito
anteriormente, puede utilizarse no solamente el aire sino también
varios tipos de gases. Por ejemplo, cuando el polvo que debe
utilizarse es susceptible a oxidación o explosivo, se utiliza gas
nitrógeno o gas argón o similar.
El estado de baja presión del aire y el estado de
alta presión del aire en el proceso de toma de aire mencionado
anteriormente significa los estados de la presión de aire
relativamente baja o alta cuando se comparan entre sí. La densidad
de envasado del polvo (p) se incrementa cuando el estado es
conectado desde la baja presión del aire a la alta presión del aire.
Típicamente, la baja presión del aire está en el intervalo de 0,1 a
0,5 atm. y la alta presión del aire está en el intervalo de 0,6 a
1,0 atm.
Definiendo un ciclo del proceso de toma de aire
como el tiempo consumido en el periodo de inicio desde el estado de
alta presión del aire seguido por el estado de baja presión del
aire, y terminando en el estado de alta presión del aire, un tiempo
de ciclo típico está en el intervalo de 0,1 a 1 segundo, y el
envasado puede completarse dentro de 5 a 10 ciclos. Utilizando el
generador de vacío de tipo expulsor mencionado anteriormente hace
fácil realizar la toma de aire en un tiempo de ciclo corto de este
tipo. Es decir, suministrando presión de aire dentro del generador
de vacío de tipo expulsor crea el estado de baja presión del aire, y
cortando el suministro de aire inmediatamente crea el estado de alta
presión del aire, porque el aire expulsado previamente fluye de
nuevo dentro del espacio cuando se corta el suministro de aire. La
toma de aire se realiza en un tiempo de ciclo descrito anteriormente
suministrando presión de aire de forma intermitente (por
funcionamiento de válvula). El tiempo de ciclo puede por supuesto
ser más largo o más corto, así como los ciclos pueden repetirse más
o menos veces, considerando el tamaño y la configuración del espacio
o la capacidad de flujo del material.
Realizando rápidamente a repetición de la
conexión desde el estado de baja presión del aire al estado de alta
presión del aire, la parte del espacio (4d) del troquel partido (4)
puede llenarse eficientemente con polvo (p) en más cantidad y con
densidad de envasado alta. La velocidad de flujo de aire cuando se
introduce aire dentro del espacio que comprende el agujero (5a) de
la guía (5) y la parte del espacio (4d) del troquel partido (4)
debería ser más alta que cuando se reduce presión de dicho espacio
para llevarla dentro del estado de baja presión del aire de manera
que el envasado de alta densidad del polvo (p) puede realizarse de
forma eficiente.
Después que es terminado el proceso de toma de
aire como anteriormente, como se muestra en la figura 2C, un punzón
(7) que funciona como un dispositivo de empuje es insertado dentro
del agujero (5a) de la guía (5) densificando adicionalmente por lo
tanto el polvo (p).
Un compacto (C) producido a través de los
procesos mencionados anteriormente se retira desde el troquel
partido(4) retirando la guía (5), el elemento de cubierta (6)
y el punzón (7) así como separando el troquel partido (4) en dos
partes (4a), (4b). Entonces el compacto (C) es sometido a
sinterización o similar, obteniendo así la parte (W).
En el método convencional, una cierta cantidad
del polvo (p) como se muestra en la figura 2A está inyectada dentro
de la parte del espacio (4d) del troquel partido (4) y el agujero
(5a) de la guía (5) hasta una profundidad deseada, entonces el
punzón (7) es insertado del agujero (5a) para llenar la parte del
espacio (4d) del troquel partido (4) con el polvo (p). En este caso,
la fuerza de prensado del punzón (7) no alcanza la parte inferior
del polvo (p) y se concentra al polvo (p) en la proximidad del
punzón (7), elevando la densidad de envasado parcialmente en la
proximidad del punzón (7). Por lo tanto, el compacto resultante (C)
no es uniforme en términos de densidad de envasado. En la presente
invención, puesto que el total o casi todo el polvo (p) en el
agujero (5a) de la guía (5) es envasado dentro de la parte del
espacio (4d) del troquel partido (4), el punzón (7) necesita
descender solamente una distancia pequeña, y por lo tanto, existe
poca diferencia en la densidad de envasado entre el polvo (p) en la
proximidad del punzón (7) y el polvo (p) de la región inferior, que
resulta en un compacto (C) que tiene una densidad de envasado
uniforme.
Si el polvo es presionado solamente con el punzón
(7), el polvo puede no ser envasado dentro de la parte del espacio
configurada como el engranaje recto (2) y el engranaje cónico (3) en
la figura 1, puesto que el polvo es presionado solamente hacia abajo
no de forma lateral. Con una condición de envasado desigual de este
tipo, la densidad de envasado del polvo puede no ser suficientemente
alta para tener una resistencia requerida como el compacto. Por lo
tanto, ha sido muy difícil para un método metalúrgico del polvo
producir partes que tienen configuraciones de los compactos en la
figura 1.
La presente invención permite que el polvo (p)
llene perfectamente la parte del espacio (4d) del troquel partido
(4) incluyendo sus esquinas por la toma de aire, y previene por lo
tanto la producción de compactos defectuosos. La presente invención
es muy efectiva como un método para llenar un espacio que se
proyecta de forma lateral como se muestra en la figura 2.
Con referencia a la figura 3, se describe ahora
una forma de realización de la presente invención para producir un
compacto cilíndrico alto, estrecho.
(8) es un troquel que tiene un espacio de columna
y (9) es un núcleo de columna colocado en el centro del espacio de
columna del troquel (8) cuyo extremo superior es proyectado
ligeramente desde la superficie superior del troquel (8). (10) es
un punzón inferior insertado dentro de la parte inferior del espacio
cilíndrico (11) que está formado entre la superficie periférica
interior del troquel (8) y la superficie periférica exterior del
núcleo de columna (9). La superficie periférica interior del troquel
(8), la superficie periférica exterior del núcleo de columna (9) y
el punzón inferior (10) insertado dentro de la parte inferior del
espacio cilíndrico (11) forma una parte del espacio (12) que tiene
una abertura anular (12a). (13) es una guía colocada en la
superficie superior del troquel (8). El agujero (13a) de la guía
(13) está diseñado para tener un diámetro casi igual que el diámetro
del espacio de columna del troquel (8). La parte superior del
agujero (13a) de la guía (13) debería formarse preferentemente para
tener una parte inclinada, extendida (13b) para facilitar la
inyección del polvo (p).
(14) es un elemento de cubierta para cubrir y
sellar la guía (13). Dentro de una agujero (14a) provisto en la
parte central del elemento de cubierta (14), un punzón superior
cilíndrico (15) que debe insertarse dentro del espacio cilíndrico
mencionado anteriormente (11) es montado a través de un dispositivo
de sellado tal como una junta tórica (no mostrada en el dibujo) de
una manera deslizable verticalmente. El elemento de cubierta (14)
está provisto con un número apropiado de agujeros (14b) a los que
están conectados los tubos de conexión (14c). Los tubos de conexión
(14c) están conectados con un dispositivo de bombeo tal como un
generador de vacío de tipo expulsor (no mostrado en el dibujo).
Como se muestra en la figura 3A, después que la
guía (13) es colocada sobre la superficie superior del troquel (8),
el polvo (p) es inyectado dentro de la parte del espacio (12) y el
agujero (13a) de la guía (13) hasta una profundidad deseada a partir
de un dispositivo de alimentación de polvo (no mostrado en el
dibujo).
Posteriormente, la guía (13) es cubierta y
sellada con el elemento de cubierta (14). Entonces el dispositivo de
bombeo es accionado para conectar el estado de un espacio que
comprende la parte del espacio (12) y el agujero (13a) de la guía
(13) desde la baja presión del aire a la alta presión del aire
alternativamente. Realizado tal toma del aire, la mayoría del polvo
(p) inyectado dentro del agujero (13a) de la guía (13) es envasado
dentro de la parte del espacio (12). El punzón superior (15) no se
mueve durante el proceso de toma de aire.
La parte superior del punzón superior (15) es
sellada para prevenir que salga el aire del espacio. Además, las
holguras entre el troquel (8) y el punzón inferior (10) y entre el
núcleo (9) y el punzón inferior (10) están selladas con un envase de
caucho o similar para el mismo propósito. Es necesario que las
holguras sean suficientemente pequeñas de manera que no previenen la
fabricación de los estados de alta presión del aire y baja presión
del aire requeridos incluso si se pierde el aire desde la
holgura.
Después de la terminación del proceso de toma de
aire, como muestra la figura 3C, el punzón superior (15) como un
dispositivo de empuje es insertado dentro del agujero (13a) de la
guía (13), y el punzón superior (15) es insertado adicionalmente
dentro de la parte del espacio cilíndrico (12) formado entre la
superficie periférica interior del troquel (8) y la superficie
periférica exterior del núcleo (9), envasando por lo tanto todo el
polvo (p) que queda en el agujero (13a) de la guía (13) dentro de la
parte del espacio (12), así como presionando con el punzón inferior
(10) y el punzón superior (15) para producir un compacto de
polvo.
Después de la presión, el punzón superior (15) y
el elemento de cubierta (14) son retirados y cuando es necesario, la
guía (13) se retira desde la parte superior del troquel (8), y
posteriormente, el punzón inferior (10) se mueve hacia arriba para
adoptar el compacto producido fuera del troquel (8).
Cuando se produce un compacto cilíndrico largo y
estrecho utilizando el método de prensado por troquel convencional,
el polvo (p) es envasado en la profundidad, la parte del espacio
cilíndrico (12) es formada por el núcleo (9) y el troquel (8) y
similar, y entonces se presiona con el punzón inferior (10) y el
punzón superior (15). Muchos polvos son difíciles de envasar dentro
de una parte del espacio estrecho y largo (12) y es probable que
formen puentes, y por lo tanto la profundidad de la parte del
espacio (12) sería preferentemente tres veces tan profunda como el
compacto final. Inyectar un polvo dentro de una parte del espacio
profundo (12) es muy difícil. Además, moviendo el punzón superior
(15) y el punzón inferior (10) para una distancia larga de este tipo
provoca que el polvo capture holguras, que reducen la productividad
del compacto y dañan el troquel etc.
En la presente invención, como muestra la figura
3, el polvo (p) es envasado en una densidad de envasado alta antes
de la compactación con el punzón superior (15) y punzón inferior
(10), por lo tanto los punzones inferior y superior (10), (15)
necesitan moverse solamente una distancia pequeña. Por
consiguiente, no provocan que el polvo (p) sea capturado por
holguras y puede mejorar la productividad del compacto y la vida del
troquel etc.
Adicionalmente, en el método de prensado con
troquel convencional, la fuerza de prensado de los punzones inferior
y superior (10), (15) no alcanza el polvo (p) que existe en una
región distante desde los punzones inferior y superior (10), (15),
pero concentra al polvo (p) en la proximidad de los punzones
inferior y superior (10), (15), que resultan en un aumento de la
densidad de envasado del polvo (p) solamente en la proximidad de los
punzones inferior y superior (10), (15), conduciendo a un compacto
con densidades de envasado variadas.
La presente invención proporciona el total o casi
todo el polvo (p) inyectado en el agujero (13a) de la guía (13)
llene la parte del espacio (12), solamente requiriendo que el punzón
superior (15) y el punzón inferior (10) muevan una distancia
pequeña. Por lo tanto, la diferencia en la densidad de envasado
entre la proximidad de los punzones inferior y superior (10), (15) y
en la región distante desde los punzones inferior y superior (10,
15) es pequeña, y por lo tanto el compacto resultante tiene una
densidad de envasado uniforme.
Una de las ventajas mayores del método de
envasado de la presente invención es que el polvo pesado de forma
preliminar precisamente e inyectado dentro del troquel puede
utilizarse completamente sin que exista ningún polvo restante cuando
se produce un compacto de polvo. Los compactos resultantes por lo
tanto no tienen variación en calidad.
Con referencia a la figura 4, se describe ahora
una forma de realización de la presente invención que es adoptada en
un aparato de prensado hidrostático seco.
(16) es un recipiente de presión que comprende
una pared lateral (16a), una pared superior (16b) y una pared
inferior (16c), y la pared superior (16b) y la pared inferior (16c)
están previstas en cada parte central con agujeros (16b'), (16c')
respectivamente. Para conectar los agujeros (16b'), (16c') y
sellando un espacio del recipiente de presión (16), se aplica un
elemento de medio de presión tubular (16d) hecho de material de
caucho (referido a continuación como "elemento de medio de
presión"). Por la pared lateral (16a), la pared superior (16b),
la pared inferior (16c) y el elemento medio de presión (16d), se
forma el espacio (16e) del recipiente de presión (16). La pared
lateral (16a) está provista con tubos que introducen fluido (16f) a
partir de los cuales un fluido se inyecta dentro del espacio (16e).
(17) es un molde caucho cilíndrico cargado en el elemento de medio
de presión (16d) como un medio de presión. Un núcleo (18) está
previsto en el centro del molde de caucho (17). La superficie
periférica exterior del núcleo (8) y la superficie periférica
interior del molde de caucho (17) forma un espacio cilíndrico.
Dentro de la parte inferior de dicho espacio cilíndrico, se inserta
un punzón inferior cilíndrico (19). La superficie periférica
exterior del núcleo (18), la superficie periférica interior del
molde de caucho (17) y la superficie superior del punzón inferior
(19) forma una parte del espacio (20). La pared superior (16b)
comprende un elemento anular (16'') que es colocado sobre el extremo
superior del molde de caucho (17) después de que el molde de caucho
(17) es cargado en el elemento de medio de presión (16d). (21) es
una guía que tiene un agujero (21a) y está montada en la pared
superior (16b) del recipiente de presión (16).
Como se muestra en la figura 4A, un alimentador
de polvo (no mostrado en el dibujo) alimenta una cantidad de polvo
(p) apropiada pesada de forma preliminar dentro de la parte del
espacio (20) y el agujero (21a) de la guía (21) hasta una
profundidad deseada. El recipiente de presión (16) es llenado con un
fluido tal como aceite.
Posteriormente, como muestra la figura 4B, la
guía 21 es cubierta con un elemento de cubierta (22) para sellar el
espacio que comprende la parte del espacio (20) y el agujero (21a)
de la guía (21). El elemento de cubierta (22) está provisto con un
número apropiado de agujeros (22a) a los que se conectan los tubos
de conexión (22b). Los tubos de conexión (22b) están conectados al
dispositivo de bombeo (no mostrado en el dibujo). Después que la
guía (21) es cubierta con el elemento de cubierta (22) para sellar
el espacio, comprendiendo el espacio sellado la parte del espacio
(20) y el agujero (21a) de la guía (21) es llevado alternativamente
en el estado de baja presión del aire y el estado de alta presión
del aire. Realizando una toma de aire de este tipo, el polvo (p)
inyectado dentro del agujero (21a) de la guía (21) es envasado
dentro de la parte del espacio (20).
Posteriormente, el elemento de cubierta (22) es
retirado. Como muestra la figura 4C, se inserta un punzón superior
de columna (23) dentro del agujero (21a) de la guía (21) de manera
que se eleva la superficie del polvo (p) envasado en la parte del
espacio (20). En el extremo inferior del punzón superior (23), se
forma un receso (23a) para ajustar al extremo superior del núcleo
(18).
El fluido es inyectado adicionalmente, desde el
tubo de introducción de fluido (16f) dentro del vaso de presión (16)
de manera que la presión se aplica desde fuera al molde de caucho
(17) para compactar el polvo (p) en la parte del espacio (20).
Después que se realiza la compactación del polvo (p), la
introducción de fluido se detiene y se librea la presión al molde de
caucho (17), así como se retiran el punzón superior (23) y la guía
(21). Entonces el compacto cilíndrico obtenido a través del proceso
anterior se expulsa moviendo el punzón inferior (19) hacia
arriba.
Debido a que en uso es extremadamente difícil
llenar un espacio cilíndrico estrecho, largo con el polvo para tener
una densidad de envasado uniforme, el polvo tenía que ser granulado.
Sin embargo, incluso si se utilizó un polvo granulado, tardó un
largo tiempo de realizar el envasado lo que resultó en una
productividad baja del compacto. Adicionalmente, a veces la
granulación no es favorable debido a contaminación de carbón y
similar. Si un prensado hidrostático seco como en la presente forma
de realización se realiza con el polvo envasado de forma desigual,
el espesor del compacto cilíndrico varía dependiendo de las
regiones, dando lugar a una configuración deformada. Adoptando el
método de la presente invención, puede darse un envasado rápido,
homogéneo con un polvo no granulado, y los compactos sin deformación
pueden producirse de forma eficiente por el prensado hidrostático
seco.
La presente solicitante propone un método y
aparato para granulación utilizando un molde de caucho en la
solicitud anterior (Publicación de la solicitud de patente Japonesa
no examinada, KOKAI H6-142487). En esta solicitud,
la granulación se realiza cargando un polvo en la superficie de un
molde caucho provisto con muchas cavidades, y entonces nivelando la
superficie con una espátula para llenar las cavidades del molde de
caucho con el polvo. Sin embargo, existió un problema en un método
de envasado de este tipo por medio de nivelación que no fueron
llenadas de forma uniforme todas las cavidades con polvo.
Una forma de realización que adopta el método de
envasado de la presente invención en la granulación utilizando un
molde de caucho descrito anteriormente se describe ahora con
referencia a la figura 5.
(24) es un troquel cilíndrico y (25) es un punzón
inferior insertado dentro del troquel (24). (26) es un molde de
caucho provisto con muchas cavidades (26a) en la superficie superior
que se carga en un receso (27) formado por el troquel (24) y el
punzón inferior (25) insertado dentro. (28) es una guía colocada
sobre la superficie superior del troquel (24). En la presente forma
de realización, las cavidades (26a) forman partes de espacio en las
que se envasa el polvo (p). (29) es un anillo de retroceso fijado al
extremo superior del punzón inferior (25).
Como se muestra en la figura 5A, una cierta
cantidad de polvo (p) se alimenta dentro de la guía (28) colocada en
la superficie superior del troquel (24). Entonces, como se muestra
en la figura 5B, la guía (28) es cubierta con un elemento de
cubierta (30), el mismo elemento como se describe anteriormente con
referencia a la figura 2 o figura 4, para formar un espacio de
conexión sellado (28a) anterior al polvo (p) alimentado dentro de la
guía (28). El espacio sellado está conectado con agujeros (30a) que
están conectados con tubos de conexión (20b). La toma de aire se
realiza a través de los tubos de conexión (20b) conectados al
dispositivo de bombeo de manera que el polvo (p) es envasado dentro
de las cavidades (26a).
Después que la toma de aire es repetida varias
veces, como muestra la figura 5C, la guía (28) y el elemento de
cubierta (30) se retiran, y se realiza una nivelación con una
espátula (31). Entonces, un punzón superior (no mostrado en el
dibujo) se coloca sobre el troquel (24), y el molde de caucho (26)
se comprime entre el punzón inferior (25) y el punzón superior,
granulando de esta manera el polvo (p). En la presente forma de
realización, puesto que el polvo (p) es envasado dentro de las
cavidades (26a) por medio de la toma de aire, todas las cavidades
(26a) puede llenarse con el polvo (p) de forma uniforme y con
densidad de envasado uniforme, que asegura una granulación rápida
con un tamaño de grano uniforme.
Otra forma de realización de la presente
invención adaptada para envasar una lata con productos alimenticios
secos tales como trozos secos, galletas finas horneadas, copos de
maíz, y otros materiales en copos se describen a continuación con
referencia a la figura 6.
(32) es una lata que tiene una abertura (32a)
hacia arriba y una parte del espacio (32b) que es envasada con
materiales en copos (f), y (33) es una guía colocada sobre el borde
superior de la lata (32), y que actúa como un espacio de conexión
(33a).
Como se muestra en la figura 6A, una cantidad
adecuada de materiales en copos (f) se alimentan dentro de la lata
(32) y hasta una cierta profundidad de la guía (33) desde un
dispositivo de alimentación (no mostrado en el dibujo). Entonces,
como muestra la figura 6B, un tubo cónico (34) cuyo extremo está
conectado al dispositivo de bombeo se coloca sobre la superficie
superior de la guía (33) para sellar la guía (33) y la parte del
espacio (32b) de la lata (32). Entonces la toma de aire como se
describe anteriormente se realiza para envasar todo el material en
copos dentro de la lata (32).
En esta forma de realización, puesto que los
materiales en copos (f) no se presionan directamente con un
dispositivo, tal como un dispositivo de empuje, cuando se envasan
dentro de la lata (32), no se produce daño. Además, el método de
envasado utilizado en esta forma de realización no requiere una
fuente de accionamiento grande para aplicar vibración a la lata (32)
después de lo cual se coloca la guía (33), por lo tanto puede
prevenirse el ruido y tiene un efecto de ahorro de energía.
Otra forma de realización en la que el método de
envasado de la presente invención se emplea para envasar un polvo o
un material granular dentro de una bolsa tal como una bolsa de
plástico suave o una bolsa de papel o similar se describen a
continuación utilizando la figura 7. Esta forma de realización se
emplea también para envasar la bolsa con varios materiales que
incluyen los materiales en copos descritos en la forma de
realización mencionada anteriormente.
(35) es un contenedor de fijación de la bolsa
provisto con una parte superior abierta y un número apropiado de
agujeros (35a) con los que se conecta un tubo de aspiración (36)
conectado a una fuente de aspiración de aire (no mostrada en el
dibujo). (37) es un conjunto de bolsa en el contenedor de fijación
de la bolsa (35). El margen (37a) de la abertura de la bolsa (37) se
coloca sobre la superficie superior del contenedor de fijación de la
bolsa (35). Una guía (38) está montada sobre la superficie superior
del contenedor de fijación de la bolsa (35) y que actúa como un
espacio de conexión (38a). En esta forma de realización, la abertura
de la bolsa (37) corresponde a la abertura mencionada en las
descripciones anteriores, y el interior de la bolsa (37) forma la
parte del espacio que debe envasarse.
Como se muestra en la figura 7A, cuando se
alimenta el polvo (p) dentro de la bolsa (37) ajustada en el
contenedor de fijación de la bolsa (35) desde el alimentador de
polvo (no mostrado en el dibujo), se acciona la fuente de aspiración
de aire, de manera que a través del tubo de aspiración (36), la
mantiene adhiriendo la bolsa (37) al interior del contenedor de
fijación de la bolsa (35). Manteniendo la bolsa (37) adherida al
interior del contenedor de fijación de la bolsa (35), la bolsa (37)
se expande suficientemente y su movimiento es limitado cuando se
somete a la toma de aire mencionada anteriormente. Entonces, se
alimenta una cantidad apropiada del polvo (p) dentro de la bolsa
(37) y la guía (38) que es colocada en el contenedor (35).
Entonces como se muestra en la figura 7B, la
parte superior de la guía (38) se cubre con un tubo en forma de cono
(39) cuyo extremo es conectado con el dispositivo de bombeo para
sellar el espacio compuesto de la bolsa (37) y la guía (38).
Entonces la toma de aire se realiza para llenar la bolsa (37) con el
polvo (p).
En esta forma de realización, puesto que el
envase de fijación de la bolsa (35) conectado con el tubo de
aspiración (36) no es sometido a vibración ni apisonamiento, no
existe necesidad de una fuente de potencia grande y por lo tanto se
mejora la capacidad de duración del contenedor de fijación de la
bolsa (35) y similar. Además, este método previene efectivamente el
polvo (p) de formar puente, y permite que el polvo (p) sea envasado
con una densidad uniforme alta. Como resultado, puede prevenirse una
deformación parcial debida a una densidad de envasado baja después
de sellar la abertura de la bolsa (37a).
En las formas de realización descritas hasta
aquí, la toma de aire se realiza después de la alimentación del
material dentro de la parte del espacio que debe envasarse así como
dentro de la guía de manera que el material en la guía es envasado
dentro de la parte del espacio. Sin embargo, es posible también
alimentar el material dentro de una parte del espacio que debe
envasarse, y entonces realizar la toma de aire de manera que el
material puede envasarse de forma más compacta y con una densidad
más alta dentro de la parte del espacio. En un caso de este tipo, la
parte del espacio que debe envasarse está cubierta directamente con
un elemento de cubierta como se muestra en las figuras 2, 4 y 5, o
cubierta con un tubo en forma de cono como se muestra en las figuras
6 y 7 y entonces se realiza la toma del aire.
Otra forma de realización de la presente
invención se muestra en la figura 8 en la que se aplica un método de
ensayo de la presente invención para llenar el molde caucho dividido
(40) con un polvo (p) con una densidad de envasado alta.
En esta forma de realización, el molde de caucho
dividido (40) es separado en dos elementos de molde (40a), (40b)
colocados hacia arriba y hacia abajo, respectivamente, y una
abertura (40c) desde la cual se inyecta el polvo (p) se forma en el
lateral. El compacto producido utilizando el molde caucho dividido
(40) tiene una parte en forma de cono truncado en su extremo y hasta
su lateral con un diámetro más grande se conecta un árbol amplio
seguido por un árbol más estrecho. (41) es un depósito de
alimentación de polvo con una entrada de polvo (41a) anterior. El
depósito de alimentación de polvo (41) está provisto con un tubo
(41b) conectado a la abertura (40c) del molde caucho dividido (40),
actuando el tubo (41b) como un espacio de conexión a la parte del
espacio (40d) que debe envasarse, y un tubo (41c) que conecta del
depósito de alimentación de polvo (41) al dispositivo de bombeo (42)
tal como un generador de vacío de tipo expulsor.
Como muestra la figura 8A, el depósito de
alimentación de polvo (41) se alimenta con el polvo (p) desde la
entrada de polvo (41a). Entonces, como se muestra en la figura 8B,
el depósito de alimentación (41) se cierra por un obturador (43)
previsto por debajo de la entrada de polvo (41a). Así, la parte del
espacio (40d) del molde de caucho dividido (40) cuyo espacio
corresponde a la configuración del compacto pretendido y el espacio
interior del depósito de alimentación de polvo (41) cerrado con el
obturador (43) forman un espacio sellado. Posteriormente, el
dispositivo de bombeo (42) tal como un generador de vacío de tipo
expulsor es accionado de manera que dicho espacio sellado formado
por la parte del espacio (40d) del troquel partido (40) y el espacio
dentro del depósito de alimentación de polvo (41) cerrado con el
obturador (43) se conecta alternativamente desde el estado de baja
presión del aire al estado de alta presión del aire, cuyo proceso es
repetido un número apropiado de veces. El polvo (p) es envasado por
o tanto dentro de la parte del espacio (40d) del molde de caucho
dividido (40).
La figura 8 muestra una forma de realización en
la que se conecta un molde de caucho dividido (40) al depósito de
alimentación de polvo (41) a través de un tubo (41b). Sin embargo,
es posible también llenar una pluralidad de moldes de caucho
dividido con polvo al mismo tiempo con una densidad de envasado alta
conectando la pluralidad de los moldes de caucho (40) al depósito de
alimentación de polvo (41) a través de una pluralidad de los tubos
(41b).
Después de que el polvo (p) es envasado dentro de
la parte del espacio (40d) del molde de caucho dividido (40) a una
densidad de envasado alta por la toma de aire, el molde de caucho
dividido (40) llenado con el polvo (p) es retirado del tubo (41b)
del depósito de alimentación de polvo (41), y entonces el cuerpo
total del molde de caucho dividido (40) llenado con el polvo (p) es
cubierto con una hoja de cacho y sometido a sellado por vacío.
Posteriormente, el molde de caucho dividido sellado por vacío (40)
es sumergido dentro de un recipiente de presión de un aparato de
prensa hidrostática húmeda, y entonces se aplica presión líquida al
recipiente de presión para aplicar una presión al molde de caucho
dividido (40) desde el exterior, compactando así el polvo (p)
envasado dentro del molde de caucho dividido (40) para obtener un
compacto de polvo. Después que el molde de caucho dividido (41) es
expulsado del recipiente de presión, la hoja de caucho es retirada y
el molde de caucho dividido (40) es separado dentro de los elementos
del molde (40a), (40b) para sacar el compacto. El compacto producido
a través de las etapas anteriores se somete a sinterización o
similar y llega a ser un producto fuerte, duro de metalurgia del
polvo.
La toma de aire de la presente invención asegura
un envasado de alta densidad del polvo (p) dentro de la parte del
espacio (40d) del molde de caucho dividido (40) mostrado en la
figura (8), incluso cuando la abertura (40c) está prevista en el
lado del molde de caucho dividido (40), o cuando la abertura (40c)
es estrecha.
En la forma de realización anterior, el molde de
caucho dividido (40) es llenado con el polvo (p). En lugar del molde
de caucho dividido (40), pueden llenarse efectivamente otros
contenedores tales como botellas y latas con el polvo por el método
de la presente invención. Además, es posible también para el método
de la presente invención envasar una pluralidad de contenedores con
polvo al mismo tiempo, con los contenedores proporcionados
radialmente alrededor del depósito de alimentación de polvo (41).
Por lo tanto, el envasado puede realizarse de manera muy
eficiente.
Otra forma de realización en la que se adopta el
método de envasado de la presente invención en un aparato de
envasado de polvo se describe a continuación utilizando las figuras
9 a 11.
Un molde de caucho (g) es cargado en una cavidad
(46) formada por un troquel cilíndrico (44) y un punzón inferior
(45) insertado dentro de dicho troquel (44). El molde de caucho (g)
está provisto con un receso (g1) que está configurado de acuerdo con
la configuración deseada del compacto que debe producirse. (t) es un
bastidor o una plataforma giratoria del aparato al cual se fija el
punzón inferior (45) por medio de pernos u otros medios de fijación
adecuados a través de una placa de soporte (47). Entre la superficie
inferior del troquel (44) y la superficie superior de la bandeja de
soporte (47), están previstos un número apropiado de muelles planos
(48) alrededor del punzón inferior (45). Es preferible designar el
punzón inferior (45) para tener una parte superior (45a) con un
diámetro más grande así como para formar hacia dentro una pestaña
(44a) en el extremo inferior del troquel (44) de manera que la
superficie inferior de la parte superior (45a) con un diámetro
grande y la superficie superior de la pestaña (44a) están en
contacto, limitando así el movimiento ascendente del troquel
(44).
(49) es un anillo de refuerzo realizado de caucho
sintético duro y similar que se ajusta en un receso anular (45b)
formado en el extremo de caucho del punzón inferior (45). La función
del anillo de refuerzo (49) es prevenir que el molde de caucho (g)
capture holgura entre el troquel (44) y el punzón inferior (45).
(50) es un elemento de sellado ajustado dentro de una muesca anular
(45c) provista bajo el receso anular (45b) del punzón inferior (45).
El elemento de sellado (50) está hecho de caucho más blando que el
utilizado para el anillo de refuerzo (49) y tiene un efecto similar
como juntas tóricas que son utilizadas frecuentemente en máquinas de
vacío, es decir, para parar el flujo de aire entre el troquel (44) y
el punzón inferior (45).
Un dispositivo de molde (m) comprende el troquel
mencionado anteriormente (44), el punzón inferior (45) insertado
dentro del troquel (44), la placa de soporte (47) y los muelles
planos (48) y demás.
(s) es una guía que tiene un agujero vertical
(s1). Con el fin de facilitar polvo de alimentación dentro de la
guía (s), la parte superior del agujero (s1) formaría
preferentemente una inclinación (s1') inclinada hacia fuera hacia el
extremo superior. (s2) representa una cámara de aire que tiene una
abertura que está prevista en la parte inferior de la guía (s) y
alrededor del agujero (s1). La cámara de aire (s2) está formada a lo
largo de una línea de contacto (51) en la que el molde de caucho (g)
cargado en la cavidad (46) y el troquel (44) contactan entre sí de
manera que dicha cámara de aire (22) cubre la línea de contacto
(51). (s3) es un agujero de interconexión que conduce a la cámara de
aire (s2) y tiene una abertura en el lado de la guía de envasado
(s). Al agujero de interconexión (s3) un tubo de aspiración (s4)
conectado con una fuente de aspiración de aire (no mostrada en el
dibujo) se conecta a través de un tubo de conexión adecuado.
(52) es un elemento de sellado que se ajusta en
la muesca (s5) formada en el fondo de la guía (s) y prevista fuera
de la cámara de aire (s2), que contacta la superficie superior del
troquel (44). (53) es un elemento de sellado ajustado a una muesca
(s6) formada en la superficie superior de la guía (s).
(h) es un elemento de cubierta que cubre la guía
(s) en cuya parte central, se proporciona un agujero (h1). El
elemento de cubierta (h) está provisto con un agujero (h2) que se
conecta con un tubo de conexión (h3) que conduce al dispositivo de
bombeo tal como un generador de vacío de tipo expulsor (no mostrado
en los dibujos). (r) es un dispositivo de empuje que tiene una parte
de prensado (r2) en el extremo de la barra (r1). La parte de
prensado (r2) está designada para montar dentro un espacio de
columna (S1'') del agujero (s1) de la guía (s). La barra (r1) está
insertada dentro del agujero (h1) previsto alrededor de la parte
central del elemento de cubierta (h), y a una muesca (h4) formada a
lo largo del agujero (h1), un elemento de sellado (54) está ajustado
para mantener contacto hermético del elemento de cubierta (h) y la
barra (r1). Entretanto, como se menciona más tarde, cuando el polvo
(p) es envasado dentro del molde de caucho (g) y hasta una cierta
profundidad de la guía (s) puede envasarse totalmente dentro del
receso (g1) del molde de caucho (g) en una densidad de envasado alta
mediante el proceso de toma de aire, se omite el dispositivo de
empuje (r) mencionado anteriormente.
Con referencia a las figuras 10 y 11, se explica
ahora el proceso de envasado de polvo dentro del receso g1 del molde
de caucho.
Anterior al proceso de envasado de polvo, la guía
(s) en la posición de reposo por encima del dispositivo de molde (m)
es más baja y se coloca sobre la superficie superior del troquel
(44) con su cavidad (46) cargada con el molde de caucho (g) de
manera que la cámara de aire (s2) cubre la línea de contacto (51) en
la que el molde de caucho (g) y el troquel (44) contactan entre sí.
En este estado, puesto que el elemento de sellado (52) es presionado
sobre la superficie superior del troquel (44), la superficie
superior del troquel (44) y el fondo de la guía (s) contactan
herméticamente entre sí. El elemento de cubierta (h) con el
dispositivo de empuje (n) insertado dentro del agujero (h1) se
localiza en la posición de reposo por encima del dispositivo del
molde (m) y la guía (s) montada sobre el dispositivo del molde (m).
Con esta condición, el polvo pesado (p) es suministrado dentro del
receso (g1) del molde de caucho (g) y dentro de la guía (s) hasta
una cierta profundidad del espacio de columna (s1'') de la guía
(s).
Antes o después el polvo (p) suministrado dentro
del molde caucho (g) y la guía (s) se acciona una fuente de
aspiración de aire (no mostrada en el dibujo), y a través del tubo
de aspiración (s4) y el agujero de interconexión (s3), la presión en
la cámara de aire (s2) que está provista para cubrir la línea de
contacto (51) del molde de caucho (g) y el troquel (44) se reduce
hasta una presión negativa, por lo que la holgura que existe en el
área en la que contacta el molde de caucho (g) con el troquel (44)
se somete a presión negativa. La presión negativa de la holgura hace
que el molde de caucho (g) se ajuste y fije estrechamente al
interior del troquel (44), que previene que se deforme o vibre el
molde de caucho (g) mientras el interior de la guía (s) y el molde
de caucho (g) son llevados en el estado de baja presión del aire y
el estado de alta presión del aire alternativamente, a saber el
polvo es sometido a un proceso de toma de aire.
Cuando el espesor del molde de caucho (g) es
pequeño o el caucho de material es blando, la repetición de conexión
de la presión de aire interior de la guía (s) y el molde de caucho
(g) desde un estado de baja presión del aire a un estado de alta
presión del aire, es decir, la repetición de la toma de aire,
provoca problema tal como deformación o vibración del molde de
caucho (g) que impide el envasado de polvo con una densidad de
envasado uniforme. Por lo tanto, como se describe anteriormente, es
importante evacuar el aire restante entre el molde caucho (g) y el
troquel (44) y para someter la circunferencia exterior del molde de
caucho (g) a una presión negativa para fijar firmemente el molde de
caucho (g). Por supuesto, cuando el espesor del molde de caucho (g)
es grande o el caucho de material es duro y por lo tanto el molde de
caucho (g) no se deformará o vibrará incluso si el interior de la
guía (s) y el molde de caucho (g) son sometidos de forma repetida a
conexión desde el estado de baja presión del aire al estado de alta
presión del aire, no es necesario someter la circunferencia exterior
del molde de caucho (g) a una presión negativa.
Debido al elemento de sellado (50) montado a la
muesca anular (45c) formada por debajo del receso anular (45b) del
punzón inferior (45), el flujo de aire desde las superficies de
contacto del troquel (44) y el punzón inferior (45) dentro de la
cavidad (46) se cierra.
Posteriormente, como muestra la figura 10B, el
elemento de cubierta (h) en la posición de reposo por encima de la
guía (s) montada en el dispositivo de molde (m) se disminuye con el
dispositivo de empuje (r) insertado dentro del agujero (h1) de
manera que la guía (s) está cubierta con el elemento de cubierta
(h). Como se menciona anteriormente, puesto que el elemento de
sellado (53) se ajusta dentro de la muesca (s6) formada en la
superficie superior de la guía (s), el interior de la guía (s) puede
mantenerse sellada de forma hermética con el elemento de cubierta
(h).
Cuando la parte de prensado (r2) del dispositivo
de empuje (r) insertado dentro del agujero (h1) del elemento de
cubierta (h) montado en la guía (s) se coloca en la parte superior
de la guía (s) (esta posición del dispositivo de empuje (r) se
refiere a continuación como la "posición bajada media"), el
dispositivo de bombeo (no mostrado en los dibujos) se acciona de
manera que a través del tubo de conexión (h3), la presión en la guía
(s) y el molde de caucho (g) se reducen al estado de presión de
aire. Un estado de baja presión del aire de este tipo dentro de la
guía (s) y el molde de caucho (g) evacúa el aire contenido en el
polvo.
Entonces, deteniendo la aspiración de aire o la
entrada de aire, el interior de la guía (s) y el molde de caucho (g)
retornan rápidamente a la estado de alta presión del aire, de manera
que se eleva la densidad del polvo envasado (p). Después de algún
tiempo adicional, el dispositivo de bombeo es accionado de nuevo
para reducir la presión dentro de la guía (s) y el molde de caucho
(g) a la baja presión del aire. Repitiendo la conexión de toma de
aire de este tipo desde el estado de baja presión del aire al estado
de alta presión del aire, el aire contenido en el polvo (p) es
evacuado así como se eliminan huecos generados en el polvo (p)
debido a la formación de puente entre las partículas de polvo y los
huecos restantes entre el polvo (p) y el molde de caucho (g),
aumentando así la densidad de la potencia en el molde de caucho (g).
Repitiendo rápidamente la toma de aire, el polvo (p) es envasado
dentro del receso (g1) del molde de caucho (g) con una densidad de
envasado alta rápida y de forma eficiente.
En el proceso de toma de aire, es preferible
introducir el aire dentro de la guía (s) y el molde de caucho (g)
más rápidamente que cuando se evacúa el aire en la guía (s) y el
molde de caucho (g). El polvo es envasado por lo tanto en una
densidad alta de manera más eficiente debido a que la velocidad de
flujo del aire es más grande cuando el aire se introduce que cuando
es evacuado.
Si el polvo total (p) envasado en el molde de
caucho (g) y la guía (s) hasta una cierta profundidad de la guía de
envasado (s) no es envasada perfectamente dentro del receso (g1) del
molde de caucho (g), el dispositivo de empuje (r) es disminuido como
se muestra en la figura 10C y con la parte de prensado (r2), el
polvo (p) restante en el espacio s1'' de la guía (s) se presiona
entonces totalmente dentro del receso (g1) del molde del caucho (g)
en una densidad de envasado alta.
Cuando el receso (g1) del molde de caucho (g) es
profundo, es preferible reducir de nuevo la presión dentro de la
guía (s) que está en el estado de baja presión del aire antes de
disminuir el dispositivo de empuje (r). Cuando el receso (g1) del
molde de caucho (g) es poco profundo, el dispositivo de empuje (r)
puede disminuirse mientras el interior de la guía (s) se mantiene a
presión atmosférica. Posteriormente, con el fondo de la parte de
prensado (r2) que contacta el polvo (p) envasado dentro del receso
(g1) del molde de caucho (g) en una densidad alta, el dispositivo de
empuje (r) es girado hasta un cierto ángulo o varias veces alrededor
del eje del dispositivo de empuje (r). Girando el dispositivo de
empuje (r) con su fondo que contacta el polvo (p) envasado a una
densidad alta se previene que el polvo (p) se adhiera al fondo de la
parte de prensado (r2). Este proceso de giro puede omitirse cuando
el polvo (p) tiene adherencia pequeña.
Como se describe anteriormente, por la repetición
de la toma de aire, el polvo (p) alimentado dentro del molde de
caucho (g) y la guía (s) es envasado dentro del receso (g1) del
molde de caucho (g) con una densidad de envasado alta. Cuando se
utiliza un cierto tipo de polvos o cuando el receso (g1) del molde
de caucho (g) es poco profundo, el polvo total (p) alimentado dentro
del molde de caucho (g) y una cierta profundidad de la guía (s)
pueden envasarse dentro del receso (g1) del molde de caucho (g)
completamente por el proceso de toma de aire. En tales casos, puede
omitirse el proceso de prensado con el dispositivo de empuje
(r).
Adicionalmente, puesto que la repetición de la
toma de aire permite que la mayoría del polvo (p) se alimente dentro
del molde de caucho (g) y hasta una cierta profundidad de la guía
(s) que debe envasarse dentro del receso (g1) del molde de caucho
(g), la distancia de descenso del dispositivo de empuje (r) para
presionar el polvo (p) dentro del receso (g1) del molde de caucho
puede ser corta. Debido a una distancia de descenso corta de este
tipo del dispositivo de empuje (r), la densidad de envasado puede
ser alta y uniforme puesto que no varía dependiendo de la región
próxima al dispositivo de empuje (r) o fuera del dispositivo de
empuje (r).
Después que se completa el envasado de alta
densidad del polvo (p) dentro del molde de caucho (g) con la parte
de prensado (r2), y después o mientras el dispositivo de empuje (r)
es girado, el dispositivo de bombeo conectado con el tubo de
conexión (h3) se detiene de manera que el interior de la guía (s) y
el molde de caucho (g) es retornado al estado de presión
atmosférica. Hasta este estado, la cámara de aire (s2) se mantiene
todavía en el estado de presión negativa.
Después del proceso anterior, la parte de
prensado (r2) del dispositivo de empuje (r) se mueve fuera de la
superficie del polvo envasado (p) teniendo ahora una densidad alta,
elevando el dispositivo de empuje (r) antes de retirar el elemento
de cubierta (h) desde la guía (s), o elevando el dispositivo de
empuje (r) juntos con el elemento de cubierta (h).
Posteriormente, como se muestra en la figura 10D,
la guía (s) es elevada para ser separada desde el dispositivo de
molde (m). Sin embargo, antes de la elevación de la guía (s), la
fuente de aspiración de aire conectada con el tubo de aspiración
(S4) se detiene para retornar el estado de la cámara de aire (s2) a
la presión atmosférica. Las series de envasado de alta densidad del
polvo (p) dentro del molde de caucho (g) se completan de este modo.
Si la cámara de aire (S2) está en un estado de presión negativa
cuando la guía (s) es elevada, puede surgir el problema que el molde
de caucho (g) se eleve mientras que se fija a la guía (s).
Como se describe anteriormente, después que el
polvo (p) es alimentado dentro del molde de caucho (g) y la guía (s)
es envasada dentro del molde de caucho (g) en una densidad de
envasado alta, el estado interior de la guía (s) se retorna a la
presión atmosférica, y entonces la cámara de aire (s2) es retornada
a la presión atmosférica. La razón para esta secuencia es que si la
cámara de aire (s2) es retornada primero a la presión atmosférica, y
luego la guía (s) es retornada a la presión atmosférica, el polvo
(p) envasado a una densidad alta puede fluir sobre el molde de
caucho (g) debido a contracción de dicho molde de caucho (g).
Es posible también elevar la guía (s) junto con o
después del ascenso del elemento de cubierta (h) mientras la parte
de prensado (r2) se mantiene colocada sobre el polvo envasado (p).
En este caso, el dispositivo de empuje (r) funciona como un
dispositivo de guía para la guía (s), que previene por lo tanto que
la guía (s) se conecte lateralmente y toque el molde de caucho (g) o
el polvo (p) envasado en una densidad alta.
En la producción de los imanes de tierras raras,
el prensado debería realizarse preferentemente en una atmósfera de
nitrógeno para prevenir oxidación. En un caos de este tipo, las
palabras mencionadas antes tal como "evacuar", "baja presión
del aire", "alta presión del aire", "introducción de
aire" se aplican todas al gas nitrógeno, es decir, el gas
introducido y el gas cuya presión es conectada desde un estado de
baja presión del aire hasta un estado de alta presión del aire en el
gas nitrógeno. Pueden utilizarse gas argón o helio.
Después de la terminación del envasado de alta
densidad del polvo (p) dentro del molde de caucho (g), el
dispositivo de empuje (r), el elemento de cubierta (h) y la guía (s)
son elevados del dispositivo de molde (m) que debe retornarse a la
posición de reposo. Y después el dispositivo de molde (m) es
transferido a un estado siguiente, en el que se realiza el prensado
con punzones o la orientación del polvo por aplicación de campo
magnético.
Los efectos de la presente invención son
indicados como sigue.
Puesto que el material es envasado dentro de la
parte del espacio que debe envasarse por la toma de aire o gas, la
densidad de envasado del material puede ser uniforme.
Empleando una toma de aire o gas de este tipo, el
material no produce ningún daño y puede envasarse inmediatamente en
una densidad alta.
Los puentes generados en el material pueden
retirarse de forma eficiente, mientras que se previene cualquier
daño al material.
El material puede llenar rápidamente y a fondo la
parte del espacio a las esquinas en una densidad de envasado
uniforme incluso si la parte del espacio tiene una configuración
tri-dimensional, complicada o tiene una parte
lateral oblonga, o tiene una configuración profunda y estrecha.
Un material pesado de forma precisa
preliminarmente puede envasarse completamente dentro de la parte del
espacio que debe envasarse y por lo tanto la cantidad del material
puede mantenerse constante que previene fluctuación de los productos
en peso, en cantidad y tamaño.
Empleando la toma de aire o gas, la guía, el
núcleo o similar pueden ser cortos y, por lo tanto, el aparato puede
dimensionarse más pequeño, lo que conduce a un funcionamiento y a un
rendimiento de trabajo altos.
No existe necesidad de aplicar vibración o
golpear ligeramente los dispositivos, tales como el recipiente de
presión, el dispositivo del molde, la guía y el troquel etc. Por
consiguiente, la presente invención mejora la capacidad de duración
del aparato, rendimientos a prueba de sonido así como rendimiento de
ahorro de energía.
Empleando toma de aire o gas, el polvo alimentado
dentro del molde de caucho y la guía puede envasarse en una densidad
uniforme, alta sobre todo el molde de caucho.
Empleando la toma de aire o gas, el aire o gas
contenido en el polvo puede expulsarse de forma eficiente.
Puesto que la toma de aire o gas permite que la
mayoría del polvo sea alimentado dentro del molde de caucho y en la
guía por encima de una cierta profundidad de la guía, que debe
envasarse dentro del molde de caucho, la distancia de descenso del
dispositivo de empuje para presionar el polvo dentro del molde de
caucho puede ser corta. Debido a una distancia de descenso corta del
dispositivo de empuje, la densidad de envasado puede ser alta y
uniforme debido a que no varía dependiendo de la región cercana al
dispositivo de empuje o fuera del dispositivo de empuje.
Puesto que la circunferencia exterior del molde
de caucho se somete a una presión negativa, el molde de caucho puede
fijarse firmemente al troquel y por lo tanto, puede prevenirse la
deformación o vibración del molde de caucho debido a la toma de aire
o gas así como puede prevenirse la desigualdad de la densidad de
envasado del polvo que acompaña a la deformación del molde de
caucho.
Puesto que el estado de presión dentro de la guía
es retornado a la presión atmosférica y posteriormente la
circunferencia exterior del molde de caucho es retornada para ser
sometida a la presión atmosférica, el molde de caucho no se contrae,
previniendo así que el polvo fluya desde el molde de caucho.
Claims (12)
1. Un método de envasado que comprende las etapas
de:
suministrar un material (p, f), en particular un
polvo o material en copos, dentro de un espacio que comprende una
parte del espacio (4d, 12, 20, 26a, 32b, 37, 40d, g1) que debe
envasarse con el material; y un espacio (5a, 13a, 21a, 23a, 41b, s)
que conecta con la parte del espacio;
caracterizado por:
someter el espacio suministrado con el material a
un proceso de toma de aire o gas, en el que la presión de aire o gas
dentro del espacio se conecta desde un estado de baja presión a un
estado de alta presión al menos dos veces, envasando así el material
dentro de la parte del espacio en una densidad de envasado alta.
2. Un método de envasado de acuerdo con la
reivindicación 1, donde el espacio que conecta con la parte del
espacio que debe envasarse con el material comprende una guía (5,
13, 21, 28, 33, 38, S1).
3. Un método de envasado de acuerdo con la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la velocidad de flujo
del aire o gas es más alta cuando forma puente el aire interior o la
presión de gas del espacio dentro de un estado de alta presión que
cuando forma puente el aire interior o la presión de gas del espacio
dentro de un estado de baja presión.
4. Un método de envasado de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la parte del espacio
seleccionada que debe envasarse con el material es un espacio
formado en un troquel (4, 8, 26, 40, g).
5. Un método de envasado o de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la parte del espacio
que debe envasarse con el material es un espacio formado en un molde
de caucho (17, 26, g).
6. Un método de envasado de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la parte del espacio
que debe envasarse con el material (f) es un contenedor (32); y el
espacio de conexión (33a) mencionado anteriormente es una guía (33)
colocada en el borde superior del contenedor (32).
7. Un método de envasado de acuerdo con la
reivindicación 6, donde el material (f) que es envasado son
productos alimenticios secos como trozos secos, galletas finas
horneadas, copos de maíz, y otros materiales en copos, y donde el
proceso de apisonamiento se realiza utilizando aire para este
propósito.
8. Un método de envasado de acuerdo con la
reivindicación 1, donde el método comprende adicionalmente la etapa
de presionar con un punzón o dispositivo de empuje (7, 10, 15, 19,
23, 25, 45, r) siguiendo el proceso de toma de aire o gas.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
donde el espacio que debe envasarse con el material (p) es una bolsa
(37) mantenida en un contenedor de fijación de la bolsa (35) durante
el llenado; y una fuente de aspiración de aire (36) que sirve para
mantener la bolsa que se adhiere al interior del contenedor de
fijación de la bolsa (35) durante el método de envasado, y donde el
proceso de apisonamiento se realiza utilizando aire para este
propósito.
10. Un método de envasado de acuerdo con la
reivindicación (5) que comprende las etapas de:
colocar la guía (s) sobre un dispositivo del
molde (m) que tiene un troquel (44) cargado con un molde de caucho
(g);
suministrar el material (p) dentro de la guía (s)
y el molde de caucho (g);
evacuar el aire en la región de interfaz (51) en
la que el troquel (44) y el molde de caucho (g) contactan entre
sí;
cubrir la guía (s) con un elemento de cubierta
(h);
y aplicar el proceso de toma de aire o gas al
interior de la guía (s).
11. Un método de envasado de acuerdo con la
reivindicación 1, donde cuando el polvo utilizado es susceptible a
oxidación o explosión; gas nitrógeno o gas argón o similar se
utilizan para el proceso de toma.
12. Un método de envasado de acuerdo con la
reivindicación 1, donde en la producción de imanes de tierras raras
se utiliza gas nitrógeno, argón, o helio o similares para el proceso
de toma.
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