ES2247091T3 - Alimaentador con medio para pesar y compartimentos rotatorios. - Google Patents
Alimaentador con medio para pesar y compartimentos rotatorios.Info
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Abstract
Un aparato alimentador con medio para pesar, que comprende: una pluralidad de compartimentos (102, 130) para contener un material, estando los compartimentos (130) configurados para girar continuamente en torno a un eje (122) horizontal; medios alimentadores (14) para alimentar material a los compartimentos; una entrada (13), orientada de forma sustancialmente vertical, y situada en relación separada por encima del eje horizontal de los compartimentos; un mecanismo actuador (140) operable para hacer girar los compartimentos a una velocidad sustancialmente constante, y una balanza (20) para pesar el material mantenido en los compartimentos (130), estando la balanza configurada para producir una señal determinada por el peso del material contenido en los compartimentos, y medios de control en respuesta a la señal, para controlar la velocidad a la que se alimenta el material a los compartimentos por parte de los medios de alimentación; en el que los compartimentos (130) son posicionables pararecibir el material que fluye hacia los compartimentos desde por encima, a través de la entrada (13).
Description
Alimentador con medio para pesar y compartimentos
rotatorios.
La invención se refiere, en general, a sistemas
de alimentación de materiales, y más en particular, a sistemas de
alimentación de sólidos secos.
La medición precisa de sólidos secos es
importante en muchas aplicaciones, incluyendo numerosos procesos de
fabricación en diversas industrias. Normalmente, cuando el material
se mide de forma continua en un proceso, debe ser controlado de
manera precisa a una velocidad de alimentación específica, de modo
que las funciones del proceso se mantengan según han sido diseñadas,
la formulación del formulación del producto sea la correcta, y la
calidad del producto final del proceso no se vea afectada.
Se han utilizado diversas clases de alimentadores
con medio de pesar, para pesar y alimentar sólidos secos tales como
arena, grava, productos en grano, productos alimenticios, químicos,
farmacéuticos, cerámicos, etc. En general, el material se suministra
a un alimentador con medio para pesar de forma continua o periódica,
y el alimentador con medio para pesar realiza la descarga del
material a una velocidad de salida continua y constante. Los
diferentes alimentadores con medio para pesar, tienen distintas
capacidades, que dependen del diseño del alimentador con medio para
pesar y de su principio de funcionamiento. Los alimentadores de
pérdida de peso, pesadores de cinta, y de husillo con medio para
pesar, son tres tipos de alimentadores con medio para pesar
utilizados habitualmente.
Los alimentadores pesadores de cinta, pesan el
material según se transporta el material por medio de una cinta en
movimiento, y requieren un suministro continuo de material,
generalmente desde un suministrador de almacenaje en posición
superior. En una configuración funcional (por ejemplo, Acrison,
Inc., Alimentador/pesador de Cinta Modelo 260), el
material se desplaza desde un suministrador de almacenamiento, descendiendo por un canal y sobre una porción trasera de la cinta, el cual no ha sido pesado. Según se mueve la cinta, el material dispuesto sobre la cinta pasa sobre una sección de pesado, y se produce una señal de peso que corresponde con el peso del material que se desplaza a través de la sección de pesado. La señal de peso se procesa junto con otra señal, que representa la velocidad de la cinta, mediante el controlador del alimentador con medio para pesar, para extraer una señal de velocidad de alimentación. La señal de velocidad de alimentación se compara con la velocidad de alimentación deseada por el usuario, y el controlador del alimentador con medio para pesar ajusta continuamente un actuador de velocidad variable que acciona mecánicamente la cinta para mantener la velocidad de alimentación
deseada.
material se desplaza desde un suministrador de almacenamiento, descendiendo por un canal y sobre una porción trasera de la cinta, el cual no ha sido pesado. Según se mueve la cinta, el material dispuesto sobre la cinta pasa sobre una sección de pesado, y se produce una señal de peso que corresponde con el peso del material que se desplaza a través de la sección de pesado. La señal de peso se procesa junto con otra señal, que representa la velocidad de la cinta, mediante el controlador del alimentador con medio para pesar, para extraer una señal de velocidad de alimentación. La señal de velocidad de alimentación se compara con la velocidad de alimentación deseada por el usuario, y el controlador del alimentador con medio para pesar ajusta continuamente un actuador de velocidad variable que acciona mecánicamente la cinta para mantener la velocidad de alimentación
deseada.
Un alimentador de cinta con medio para pesar
puede utilizar también un mecanismo de alimentación para alimentar
activamente material a la cinta (por ejemplo, un
transportador/alimentador de tornillo, otra cinta, un dispositivo de
bandeja vibratoria, etc.). Aunque una alimentación (o
pre-alimentación) activa de este tipo, es diferente
del procedimiento de alimentación gravimétrica descrita en lo que
antecede, el material dispuesto sobre la cinta se pesa de manera
idéntica. Tal alimentación activa de material a la cinta de pesado,
proporciona por lo general un mayor grado de control físico sobre el
material que se está alimentando. En este modo de funcionamiento,
la cinta de pesar se mueve a velocidad fija constante, y la
velocidad de alimentación del mecanismo de alimentación es
variable. De este modo, el controlador del alimentador con medio
para pesar modula continuamente la salida del mecanismo de
alimentación que alimenta material a la cinta, para mantener una
velocidad de alimentación seleccionada del material fuera de la
cinta. El material se proporciona normalmente al mecanismo de
alimentación directamente desde un suministro de almacenamiento, por
ejemplo, una tolva o un silo.
Un tipo diferente de alimentador de cinta con
medio para pesar (por ejemplo, Acrison, Inc., Modelos 203/210),
opera pesando el conjunto completo de cinta de pesar, mientras que
un pre-alimentador (por ejemplo, un
transportador/alimentador de tornillo, otra cinta, o un dispositivo
de tipo vibratorio), mide el material en la cinta de pesar, la cual
opera a velocidad fija constante. La salida del
pre-alimentador, el cual está equipado con un
actuador de salida de velocidad variable, está modulada
continuamente por el controlador del alimentador con medio para
pesar, de modo que la velocidad a la que pasa el material a través
de la cinta de pesar, se equipara de forma precisa con la velocidad
de alimentación seleccionada. En un alimentador con medio para
pesar de este tipo, el material se suministra también normalmente al
pre- alimentador directamente desde un suministrador de
almacenamiento.
Un alimentador de husillo con medio para pesar
(por ejemplo, Acrison, Inc., Modelo 203B), opera de una manera
similar a la cinta con medio para pesar descrita inmediatamente en
lo que antecede, salvo en que el husillo, a diferencia con la
cinta, se utiliza para pesar y transportar el material.
Un alimentador de pérdida de peso (por ejemplo,
Acrison, Inc., Modelo Serie 400), comprende una tolva de suministro
de material y un mecanismo de alimentación montado en una balanza.
Según se alimenta el material hacia fuera del sistema de
suministro/medición montado en la balanza, se produce una señal de
peso decreciente, la cual se procesa mediante el controlador del
alimentador con medio para pesar, junto con una señal de tiempo para
calcular la velocidad de alimentación. El mecanismo de alimentación
de un alimentador con medio para pesar de pérdida de peso, está
equipado con un actuador de velocidad variable, de modo que su
salida de velocidad de alimentación puede ser modulada de forma
continua mediante el controlador del alimentador con medio para
pesar, con el fin de mantener la velocidad de alimentación elegida.
La tolva de suministro de un alimentador con medio para pesar de
pérdida de peso, puede ser rellenada periódicamente.
El documento CH-642170 describe
un dispositivo de medición en el que carcasas coaxiales superior e
inferior, giran en torno a un eje vertical.
El documento
US-A-4130171 describe un dispositivo
de medición que posee un tambor dividido, el cual gira gradualmente
para llenar y vaciar dos compartimentos del tambor.
Los documentos
GB-A-1 518972 y
FR-A-400 998, describen un tambor de
carga provisto de una dispositivo de pesado.
El documento
EP-A-0 279 353 describe un
dispositivo de medición para manejar sólidos fluidificados, sin
pesar.
En un primer aspecto, la invención materializa un
aparato de alimentación con medio para pesar según se define en la
reivindicación 1.
Las implementaciones de la invención pueden
incluir uno o más de lo que sigue. Los compartimentos pueden incluir
al menos dos aspas que irradian desde un eje. Los compartimentos
pueden estar configurados para moverse desde una primera posición
hasta una segunda posición, donde los compartimentos están
capacitados para recibir la alimentación de material en los
compartimentos cuando los compartimentos están en la primera
posición, y están capacitados para descargar el material cuando los
compartimentos están en la segunda posición. La señal puede ser
susceptible de ser utilizada para controlar la velocidad a la que se
alimenta el material a los compartimentos, de tal modo que el peso
del material en la pluralidad de compartimentos se mantiene
sustancialmente constante según se descarga el material desde los
compartimentos en la segunda posición. Los compartimentos pueden
estar configurados para descargar el material a una velocidad de
descarga sustancialmente constante.
En implementaciones adicionales, la invención
puede incluir un pre-alimentador para alimentar
material en los compartimentos, donde el
pre-alimentador está capacitado para recibir la
señal procedente de la balanza. El pre-alimentador
puede estar configurado de modo que alimenta material en los
compartimentos a una velocidad determinada por la señal procedente
de la balanza. Los compartimentos del mecanismo giratorio
compartimentado pueden estar configurados para moverse desde una
primera posición hasta una segunda posición, y los compartimentos
pueden estar capacitados para recibir el material alimentado a los
compartimentos desde el pre-alimentador cuando los
compartimentos están en la primera posición, y pueden estar
capacitados para descargar el material cuando los compartimentos
están en la segunda posición. La señal puede ser susceptible de ser
utilizada para controlar la velocidad de alimentación del
pre-alimentador, de tal modo que el peso del
material en la pluralidad de compartimentos se mantiene
sustancialmente constante según se descarga el material desde los
compartimentos en la segunda posición mientras el material se
descarga desde el mecanismo giratorio compartimentado a una
velocidad de descarga sustancialmente constante.
En un segundo aspecto, la invención materializa
un procedimiento para suministrar un material a una velocidad
sustancialmente constante, según se define en la reivindicación
14.
La implementación de la invención puede incluir
uno o más de lo que sigue. La señal puede ser una señal eléctrica,
mecánica u óptica. El material puede ser un sólido o un líquido. Los
compartimentos pueden incluir al menos dos aspas que irradian desde
un eje, y al menos dos placas extremas. Según giran los
compartimentos, cada uno de los compartimentos puede moverse desde
una primera posición hasta una segunda posición, y el material puede
ser alimentado a cada uno los compartimentos cuando el compartimento
está en la primera posición, y puede ser descargado desde cada uno
de los compartimentos cuando los compartimentos están en la segunda
posición. La velocidad a la que el alimentador suministra el
material a los compartimentos, puede ser ajustada, de tal modo que
el peso del material en la pluralidad de compartimentos se mantiene
sustancialmente constante según giran los compartimentos.
La Figura 1a y la Figura 1b, son alzados
laterales esquemáticos de un alimentador con medio para pesar;
la Figura 2a y la Figura 2b, son vistas laterales
esquemáticas de un alimentador con medio para pesar;
la Figura 3 es una vista lateral esquemática de
un aparato de pesar de aspa giratoria de un alimentador con medio
para pesar;
la Figura 4 es un alzado lateral esquemático de
una balanza, y
la Figura 5 es una diagrama esquemático de un
sistema de realimentación.
La Figura 1a ilustra esquemáticamente un
alimentador con medio para pesar 10, que incluye una cámara de
pesado 100 que aloja un mecanismo 102 compartimentado giratorio. El
alimentador con medio para pesar puede estar conectado
operativamente a un pre-alimentador 14 y a una tolva
12 de suministro. La tolva 12 de suministro contiene el material que
va a ser alimentado, y está conectada mecánicamente a un puerto de
entrada 13 del pre-alimentador 14. El
pre-alimentador 14 está equipado con un actuador de
velocidad variable con el fin de alimentar material al alimentador
con medio para pesar 10 a velocidad controlada, en base a las
señales procedentes del alimentador con medio para pesar. La Figura
1a muestra un pre-alimentador 14 de tipo de aspas
giratorias, y la Figura 1b muestra un
pre-alimentador 14 de tipo de husillo, los cuales
pueden mover material por el alimentador con medio para pesar 10 a
una velocidad controlable. Esta invención puede ser también puesta
en práctica en combinación con otros
pre-alimentadores que muevan material por el
alimentador con medio para pesar a una velocidad controlable.
La tolva 12 de suministro puede tener un perfil
cónico para facilitar la descarga por gravedad del material en el
pre-alimentador 14. El material puede ser también
movido activamente mediante un dispositivo mecánico activo, para
asegurar el flujo positivo del material hacia fuera de la tolva 12
de suministro, a través del puerto de entrada 13 y hacia el
pre-alimentador 14.
Un puerto de descarga 15 del
pre-alimentador 14, ha sido acoplado a un extremo
del puerto 18 de entrada de aislamiento, soportado separadamente,
del alimentador con medio para pesar 10, con un conector 30 que
puede ser flexible o rígido (se ha representado un conector
flexible). El puerto 18 de entrada de aislamiento, está soportado
por una brida 19, de manera que está aislado mecánicamente del
alimentador con medio para pesar 10. El extremo opuesto del puerto
de entrada 18, se ha acoplado a la entrada 115 de la cámara de
pesado 100 con un conector 31 flexible que puede consistir en un
manguito flexible hermético al polvo. El manguito puede estar hecho
de tela, caucho, una combinación de tela y caucho, o algún otro tipo
de material que permita una conexión mecánica hermética al polvo,
con la que se aísle mecánicamente el puerto de entrada 18 del
alimentador con medio para pesar 10. Un conector 32 flexible
similar, acopla la salida 117 de la cámara de pesado 100 a un puerto
de salida 20 de aislamiento, el cual está soportado separadamente
por una brida 21 para aislar mecánicamente el puerto de salida 20
del alimentador con medio para pesar 10. El puerto de entrada 18 de
aislamiento y el puerto de salida 20 de aislamiento, pueden estar
incluidos en la cámara de pesado 100, de modo que un usuario del
alimentador con medio para pesar 10 no necesite hacer conexiones
directamente a la entrada 115 y a la salida 117 de la cámara de
pesado 100 montada en la balanza. Es preferible que el usuario
realice conexiones a puertos que estén mecánicamente aislados del
alimentador con medio para pesar, de modo que la sensibilidad de la
balanza montada en la cámara de pesado 100 no se vea
perjudicada.
El pre-alimentador 14 alimenta el
material a través del puerto de entrada 18 de aislamiento hasta la
cámara 100 de pesado, la cual alberga un mecanismo 102
compartimentado giratorio. El mecanismo 102 compartimentado
giratorio comprende una serie de compartimentos 130, definidos por
aspas 120 que giran en torno a un eje 122 sobre el eje de la cámara
100 de pesado. La cámara en su totalidad está montada en una balanza
de precisión 20 (no representada), y está contrapesada de modo que
solamente se pesa el material alimentado realmente a la cámara 100
de pesado por el pre-alimentador 14. Una señal
relacionada directamente con el peso del material presente en la
cámara 100 de pesado, proporciona una realimentación para controlar
la velocidad de salida del material desde el alimentador con medio
para pesar 10 de la manera que se describe más adelante. En primer
lugar, sin embargo, se describe la cámara 100 de pesado.
Con referencia a las Figuras 2a y 2b, se ha
ilustrado una vista extrema (Figura 2a) y una vista lateral (Figura
2b) de la cámara 100 de pesado. La cámara 100 de pesado se forma a
partir de paredes laterales 110 cilíndricas y de paredes extremas
113 planas. Existe una abertura de entrada 118 y una abertura 119
de salida en la cámara 100 de pesado, para que el material entre y
salga. En el interior de la cámara 100 de pesado, múltiples aspas
120 se extienden hacia fuera desde un eje 122 central. Dos placas
extremas 114, en forma de disco plano, han sido fijadas al eje 122,
y se han conectado a los extremos longitudinales de múltiples aspas
120, formando los múltiples compartimentos 130 de la cámara de
pesado con la forma aproximada de una cuña de bizcocho. La invención
puede ser también materializada sin placas extremas 114, en cuyo
caso, los extremos longitudinales de las aspas 120 se extienden
hasta las cercanías de, pero sin tocar a, las paredes extremas 113
planas. Cuando no se utilizan placas extremas, los compartimentos
130 se forman mediante un eje 122 central, aspas 120, y paredes
extremas 113 planas.
La invención puede ser puesta en práctica
utilizando dos o más compartimentos, pero en general se utilizan
6-20 compartimentos. Debido al diámetro finito del
eje 122, los compartimentos 130 no tienen exactamente forma de cuña
de bizcocho, debido a que las aspas 120 no se tocan entre sí donde
contactan con el eje 122. Por el contrario, las aspas 120 se
encuentran con el eje en posiciones azimutales diferentes alrededor
del eje, y por lo tanto, la forma de los compartimentos se describe
de forma más precisa como una porción en forma de cuña de bizcocho,
menos una porción de la punta de la cuña.
El espacio libre entre los extremos externos de
las aspas (120) y la pared 110 interior de la cámara 100 de pesado,
es pequeño, de tal modo que solamente cantidades insignificantes de
material, si es que algún material lo permite, pueden pasar entre
los extremos radiales de las aspas 120 y la pared lateral 110
cilíndrica. Si no se utilizan placas extremas 114 para formar los
compartimentos 130, el espacio libre entre los extremos
longitudinales de las aspas 120 y las paredes planas 113 extremas,
es similarmente pequeño. La dimensión exacta del espacio libre
depende del tipo de material alimentado al alimentador con medio
para pesar 110, de su tamaño de partícula, y de la temperatura del
alimentador con medio para pesar. Típicamente, se requiere un
espacio libre más pequeño si se utiliza polvo fino en el alimentador
con medio para pesar 10 que si se utilizan en el mismo granos
grandes. Los extremos radiales y/o longitudinales de las aspas 120
pueden estar dotados de un material flexible, tal como un limpiador
de caucho, que haga contacto con la pared lateral 110 cilíndrica y/o
con las paredes extremas 113 planas, de modo que no exista
nominalmente separación entre las aspas giratorias 120 y la pared
interior 110 y las paredes extremas 113 planas de la cámara 100 de
pesado. El material no puede tener fugas más allá de los extremos
de las aspas 120, ya sea debido al pequeño espacio libre entre los
extremos de las aspas 120 y las paredes extremas 113, o ya sea
debido a que las placas 114 en forma de disco plano pueden formar
los extremos de, y girar con, los compartimentos 130.
El eje 122 central está acoplado a un
motor-reductor 140 impulsor síncrono, situado fuera
de la cámara 100 de pesado, ya sea de manera directa, a través de un
acoplamiento, o mediante una cadena. El
motor-reductor impulsor 140, hace girar al eje 122
central y a las aspas 120 del mecanismo 102 compartimentado
giratorio. Según giran las aspas 120 alrededor del eje 122, los
compartimentos 130 definidos por las aspas también giran alrededor
del eje 122 central de la cámara 100 de pesado. El eje 122 gira a
velocidad constante, impulsado por el motor-reductor
140 actuador síncrono. En general, la velocidad de rotación del eje
122 y del mecanismo 102 compartimentado giratorio, es de alrededor
de 3-30 revoluciones por minuto (RPM), y se
determina en base a los parámetros de la aplicación. Una vez que se
ha establecido esta velocidad, sin embargo, se mantiene generalmente
constante para una aplicación dada.
Haciendo referencia adicional a la Figura 2,
mientras el mecanismo 102 compartimentado giratorio está girando en
el interior de la cámara 100 de pesado, se alimenta material a
través de la abertura de entrada 118 hacia los compartimentos 130
desde el pre-alimentador 14 (no representado),
situado directamente por encima de la cámara 100 de pesado. El
material cae en un compartimento 130 cuando el compartimento 130
está en una primera posición (área sombreada con rayado horizontal
en la Figura 2a), situado en la parte superior del mecanismo 102, y
gira en el interior del compartimento 130 hasta que el
compartimento 130 está en una segunda posición (área sombreada con
rayado vertical en la Figura 2a), en la porción inferior del
mecanismo 102. En la segunda posición, el material del
compartimento 130 pasa por encima de la abertura de salida 119 de
la cámara 100 de pesado, donde se descarga el material desde la
cámara 100 de pesado por la fuerza de la gravedad. Por ejemplo,
según gira el mecanismo 102 compartimentado giratorio, el material
puede caer desde el pre-alimentador 14 (no
representado) a través de la entrada 115, y ser depositado en los
compartimentos 130 situados en las posiciones "a" y/o "b",
situadas bajo la entrada 115. Según gira el mecanismo 102
compartimentado giratorio, el material depositado se mueve con los
compartimentos según giran alrededor del eje 122, hasta que los
compartimentos alcanzan las posiciones "e" y "f", en cuyo
punto, el material cae hacia fuera de los compartimentos y de la
cámara 100 de pesado, a través de la salida 117, bajo la fuerza de
la gravedad. Los compartimentos 130 están generalmente llenos desde
un 5 por ciento hasta un 80 por ciento de su capacidad en volumen
cuando el alimentador con medio para pesar está operando. La
operación a una capacidad de menos del 100 por ciento, resulta en
general necesaria cuando se alimentan materiales secos al
alimentador con medio para pesar, debido a su tendencia a
"amontonarse", en vez de esparcirse para llenar la capacidad
disponible de un compartimento.
Haciendo referencia a la Figura 3, el perfil de
la cámara 100 de pesado puede estar construido de tal modo que en la
porción inferior de su cuerpo, la distancia desde el eje 122 hasta
la pared lateral 110 sea significativamente mayor que la longitud
de las aspas 120, de modo que las aspas 120 no confinen el material
cuando el material alcanza esta porción más grande del cuerpo.
Debido a que los compartimentos 130 del mecanismo
102 compartimentado giratorio, giran a una velocidad constante, si
se alimenta el material a la cámara 100 de pesado a velocidad
constante, también cae hacia fuera de la cámara 100 de pesado a una
velocidad constante.
Debido a la configuración cerrada de la cámara
100 de pesado, el alimentador con medio para pesar 10 es
sustancialmente hermético al polvo, a diferencia con los
alimentadores de cinta con medio para pesar en los que una gran
porción del mecanismo funcional se encuentra expuesta a acumulación
de polvo. Adicionalmente, debido a que la cámara 100 de pesado tiene
relativamente pocas partes móviles, el alimentador con medio para
pesar 10 es relativamente simple desde el punto de vista
mecánico.
Con referencia a las Figuras 2a, 2b y 4, la
cámara 100 de pesado en su totalidad, y todos los componentes de la
misma, incluyendo el motor-reductor 140 de impulsión
y el material contenido en el interior de la cámara 100 de pesado,
son pesados por la balanza 20, la cual puede consistir en un
mecanismo de pesado tipo báscula de balancín. La cámara 100 de
pesado está suspendida por una viga de palanca principal 210, la
cual puede estar dividida según un yugo en forma de "Y" para
sujetar la cámara 100 de pesado por sus dos extremos. La viga de
palanca principal 210 está sujeta a una estructura 211 de soporte
principal con flectores primarios 212, y a una estructura que
soporta la cámara 100 de pesado con flectores secundarios 213. Un
conjunto de unión estabilizadora, conecta la porción inferior de la
estructura que soporta la cámara 100 de pesado, a la estructura 211
de soporte principal. El conjunto 214 de unión estabilizadora, está
sujeto a la estructura de soporte principal y a la estructura que
soporta la cámara 100 de pesado con flectores de unión 215.
La viga de palanca principal 210 pivota alrededor
de los flectores primarios 212. Sin ningún material en la cámara 100
de pesado, la balanza 20 está en equilibrio en su posición
"nula". Esto se conoce como "punto cero", el cual
proporciona una referencia para la calibración de la velocidad de
alimentación. Según se añade material a la cámara 100 de pesado, la
viga de palanca 210 pivota ligeramente alrededor de los flectores
primarios 212 en respuesta al peso del material. Un sensor 220 mide
el desplazamiento de la viga de palanca principal 210. El sensor
puede ser mecánico, electromecánico, un detector de deformación,
piezoeléctrico, un LVDT, un medidor de desplazamiento, o un
transductor similar de algún tipo. Puesto que el desplazamiento
medido es directamente proporcional al peso del material presente en
la cámara 100 de pesado, el sensor 220 proporciona una señal precisa
relacionada directa y linealmente con el peso del material contenido
en la cámara 100 de pesado.
La viga de palanca principal 210 está también
equipada con uno o más amortiguadores 222, para amortiguar el
movimiento de los brazos de palanca debidos a desviaciones súbitas
del equilibrio en el sistema de pesado, producidas típicamente por
vibración o por la manera en que el material entra en la cámara 100
de pesado. Aunque se ha descrito en lo que antecede una balanza de
mecanismo de palanca tipo báscula de balancín como balanza utilizada
en la invención, se entiende que la invención puede ser llevada a la
práctica utilizando otros tipos de balanzas equipadas con otros
tipos de sensores de peso.
Con referencia a la Figura 5, una señal 300 de
peso generada por la balanza 20, y proporcional al peso de material
presente en el alimentador con medio para pesar 10, se utiliza en un
comparador 310 para comparar la velocidad de salida real de material
desde el alimentador con medio para pesar 10, con la velocidad
deseada de salida de material desde el alimentador con medio para
pesar 10. El comparador 310 es, por lo general, un ordenador, pero
también puede utilizarse un comparador mecánico, eléctrico u otros
comparadores en la puesta en práctica de la invención.
El usuario determina la velocidad de salida
deseada, y el usuario establece, en efecto, el valor de una señal
320 relacionada con la velocidad de salida deseada, la cual se
alimenta al comparador 310. Una señal 330 relacionada con la
velocidad de rotación del mecanismo 102 compartimentado giratorio,
se alimenta también al comparador 310. Combinada con la señal de
peso 300, la señal 330 permite un cálculo de la velocidad de salida
real de material desde el alimentador con medio para pesar 10.
Puesto que la señal 300 está relacionada con peso del material
presente en la cámara 100 de pesado, y la señal 330 está
relacionada con la velocidad a la que se descarga el material desde
la cámara 100 de pesado, un simple algoritmo matemático, en el que
las señales 300 y 310 son parámetros, proporciona una señal
relacionada con la velocidad de salida real de material desde el
alimentador con medio para pesar 10.
La señal relacionada con la velocidad de salida
real, se compara en comparadores 310 con la señal 320 relacionada
con la velocidad de salida deseada. Si la velocidad de salida real
es menor que la velocidad de salida deseada, se envía una señal de
realimentación 340 desde el comparador 310 hasta el
pre-alimentador 14, dándole instrucciones para que
alimente el material al alimentador con medio para pesar 10 a una
velocidad más rápida. Si la velocidad de salida real es más alta que
la velocidad de salida deseada, se envía una señal de
realimentación 340 desde el comparador 310 hasta el pre- alimentador
14, dándole instrucciones de que alimente el material al alimentador
con medio para pesar 10 a una velocidad más baja. La señal de
realimentación 340 asegura que la velocidad de salida real de
material desde el alimentador con medio para pesar 10 sea igual a la
velocidad de alimentación de salida deseada.
La precisión de la señal correspondiente a la
velocidad de salida real no depende sólo de la precisión de las
mediciones de peso y velocidad de rotación, sino también de la
validez de la suposición de que todo el material que entra en la
cámara 100 de pesado, sale de la cámara. Si todo el material que
entra en la cámara 100 de pesado sale de la misma, entonces el peso
total de la cámara de pesado menos el peso descargado, es igual al
peso de material que se mueve a través de la cámara de pesado
durante una determinada cantidad de tiempo.
Si, no obstante, algo de material se adhiere a la
cámara 100 de pesado o a cualesquiera componentes de la misma,
entonces se mueve algo menos de material a través del alimentador
con medio para pesar en la misma cantidad de tiempo. La señal de
realimentación 330 actúa de forma efectiva para mantener un cierto
peso de material en la cámara 100 de pesado, y si el material se
pega a la cámara 100 de pesado en vez de descargarse de la misma,
entonces la velocidad de salida real desde el alimentador 10 con
medio para pesar será menor que la velocidad de salida deseada. Esto
se debe a que el material que se adhiere a la superficie interna de
la cámara 100 de pesado provoca una variación ascendente en el
"punto cero" del sistema de pesado, provocando que se alimente
una cantidad menor de material. El alimentador con medio para pesar
10 es óptimo para tipos de materiales secos no pegajosos, que pasen
fácilmente a través de la cámara 100 de pesado y de su mecanismo 102
compartimentado giratorio, sin adhesión.
Las aspas 120, las placas extremas 114, las
paredes laterales 110, y el eje central 122, que forman el mecanismo
102 de pesado compartimentado, pueden estar hechos con cualquier
material duradero, no reactivo. El acero inoxidable es un material
que cumple estos requisitos. Los materiales con los que se hace la
cámara 100 de pesado y su mecanismo 102 compartimentado giratorio,
pueden estar dotados de un recubrimiento de tipo "liberación"
de material, tal como un recubrimiento de Teflon®, para ayudar a
evitar la adhesión de material, así como también para promover su
liberación si empieza a adherirse. Adicionalmente, si se pega algo
de material a los componentes de la cámara 100 de pesado, la señal
300 procedente de la balanza 20 puede ser "puesta nuevamente a
cero" en el comparador 310, para contabilizar el material que se
adhiere a las superficies de la cámara 100 de pesado. La señal 300
de reposición a cero, se refiere efectivamente de nuevo solamente
al peso de material que pasa a través de la cámara 100 de pesado y
del alimentador con medio para pesar 10.
Claims (23)
1. Un aparato alimentador con medio para pesar,
que comprende:
una pluralidad de compartimentos (102, 130) para
contener un material, estando los compartimentos (130) configurados
para girar continuamente en torno a un eje (122) horizontal;
medios alimentadores (14) para alimentar material
a los compartimentos;
una entrada (13), orientada de forma
sustancialmente vertical, y situada en relación separada por encima
del eje horizontal de los compartimentos;
un mecanismo actuador (140) operable para hacer
girar los compartimentos a una velocidad sustancialmente constante,
y
una balanza (20) para pesar el material mantenido
en los compartimentos (130), estando la balanza configurada para
producir una señal determinada por el peso del material contenido en
los compartimentos, y
medios de control en respuesta a la señal, para
controlar la velocidad a la que se alimenta el material a los
compartimentos por parte de los medios de alimentación;
en el que los compartimentos (130) son
posicionables para recibir el material que fluye hacia los
compartimentos desde por encima, a través de la entrada (13).
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
los compartimentos están configurados para moverse desde una primera
posición (a, b) hasta una segunda posición (e, f), estando los
compartimentos capacitados para recibir material desde la entrada
(13) cuando los compartimentos están en la primera posición (a, b),
y estando capacitados para descargar el material cuando los
compartimentos están en la segunda posición (e, f).
3. El aparato de la reivindicación 2, en el que
la señal es susceptible de ser utilizada para controlar la velocidad
a la que se alimenta el material a los compartimentos, de tal modo
que el peso del material en la pluralidad de compartimentos se
mantiene sustancialmente constante según se descarga el material
desde los compartimentos que están en la segunda posición.
4. El aparato de cualquier reivindicación
anterior, en el que los compartimentos están configurados para
descargar material a una velocidad de descarga sustancialmente
constante.
5. El aparato de cualquier reivindicación
anterior, en el que los medios de alimentación comprenden un
pre-alimentador (14) para alimentar material a los
compartimentos (130), estando el pre-alimentador
capacitado para recibir la señal procedente de la balanza (20).
6. El aparato de la reivindicación 5, en el que
el pre-alimentador (14) está configurado para
alimentar material a los compartimentos a una velocidad determinada
por la señal procedente de la balanza (20).
7. El aparato de cualquier reivindicación
anterior, en el que los compartimentos (130) están adaptados para
contener un material sólido.
8. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que los compartimentos (130) están
adaptados para contener un material líquido.
9. El aparato de cualquier reivindicación
anterior, en el que los compartimentos comprenden al menos dos aspas
(120) que irradian desde un eje (122), y al menos dos barreras (114)
extremas.
10. El aparato de la reivindicación 5, en el que
los compartimentos (130) forman un mecanismo (102) compartimentado
giratorio, y están configurados para moverse desde una primera
posición (a, b) hasta una segunda posición (e, f), estando los
compartimentos (130) capacitados para recibir el material alimentado
a los compartimentos desde el pre-alimentador (14)
cuando los compartimentos están en la primera posición, y estando
capacitados para descargar material cuando los compartimentos están
en la segunda posición.
11. El aparato de la reivindicación 10, en el que
la señal es susceptible de ser utilizada para controlar la velocidad
de alimentación del pre-alimentador, de tal modo
que el peso de material en la pluralidad de compartimentos (130) se
mantiene sustancialmente constante según se descarga el material
desde los compartimentos en la segunda posición.
12. El aparato de la reivindicación 10, en el que
los compartimentos están adaptados para descargar material desde el
mecanismo (102) compartimentado giratorio a una velocidad de
descarga sustancialmente constante.
13. El aparato de cualquier reivindicación
anterior, que comprende además una salida (32), orientada de manera
sustancialmente vertical, y posicionada en relación separada por
debajo del eje horizontal (122) de los compartimentos, y en el que
los compartimentos son posicionados para descargar el material a
través de la salida.
14. Un procedimiento para suministrar un material
a una velocidad sustancialmente constante, que comprende:
originar una pluralidad de compartimentos (102,
130) dispuestos alrededor de un eje (122) horizontal común, para
hacerlos girar continuamente alrededor del eje a una relación de
velocidad constante;
alimentar el material desde el
pre-alimentador (14) a una velocidad de
pre-alimentación, haciéndolo descender hacia la
pluralidad de compartimentos (130), en el que los compartimentos
están configurados de tal modo que están capacitados para recibir el
material que fluye hacia los compartimentos desde por encima a
través de una entrada (13) que está orientada de manera
sustancialmente vertical, y situada en relación separada por encima
del eje (122) horizontal de los compartimentos;
pesar el material contenido en la pluralidad de
compartimentos;
proporcionar una señal determinada por el peso
del material contenido en la pluralidad de compartimentos;
y utilizar la señal para ajustar la velocidad de
pre-alimentación.
15. El procedimiento de la reivindicación 14, en
el que la señal es una señal eléctrica.
16. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 14, en el que la señal es una señal mecánica.
17. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 14, en el que la señal es una señal óptica.
18. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 17, en el que el material es un material
sólido.
19. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 17, en el que el material es un material
líquido.
20. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 19, en el que los compartimentos comprenden al
menos dos aspas (120) que irradian desde un eje (122), y al menos
dos barreras (114) extremas.
21. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 20, en el que, según gira la pluralidad de
compartimentos en torno al eje, cada uno de los compartimentos (130)
se mueve desde una primera posición (a, b) hasta una segunda
posición (e, f), siendo alimentado el material a cada uno de los
compartimentos cuando cada uno de los compartimentos está en la
primera posición, y siendo descargado desde cada uno de los
compartimentos cuando cada uno de los compartimentos está en la
segunda posición.
22. El procedimiento de la reivindicación 21, que
comprende además ajustar la velocidad a la que se alimenta el
material a la pluralidad de compartimentos, de tal modo que del peso
del material en la pluralidad de compartimentos se mantiene
sustancialmente constante según giran los compartimentos.
23. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 22, en el que el material se descarga de los
compartimentos (130) desde la parte de abajo, a través de una salida
(32) que está orientada de forma sustancialmente vertical, y
situada en relación separada por debajo del eje (122) horizontal de
los compartimentos.
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