ES2248575T3 - Secador de vacio. - Google Patents

Secador de vacio.

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ES2248575T3
ES2248575T3 ES02746573T ES02746573T ES2248575T3 ES 2248575 T3 ES2248575 T3 ES 2248575T3 ES 02746573 T ES02746573 T ES 02746573T ES 02746573 T ES02746573 T ES 02746573T ES 2248575 T3 ES2248575 T3 ES 2248575T3
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vacuum
heating
cylinder
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Stephen B. Maguire
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Abstract

Un secador de vacío para material granular o en forma de polvo que incluye: a. al menos un recipiente metálico móvil en serie entre al menos posiciones de calentamiento de material y de secado en vacío; b. medios destinados a desplazar dicho recipiente metálico entre al menos dichas posiciones de calentamiento y de secado en vacío; c. un montaje para conectar un recipiente metálico en la posición de secado en vacío a una fuente de vacío; y caracterizado por: d. un colector destinado a dirigir aire de forma seleccionable bien a un recipiente metálico en dicha posición de calentamiento, o bien a una sección de dispositivo de entrega de dicho secador para el transporte neumático de material granular secado desde dicho secador hasta un receptáculo para moldeo o extrusión.

Description

Secador de vacío.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
Esta invención se refiere al secado de material granular o en forma de polvo, preferentemente material de resina granular, antes de tratar el mismo en productos intermedios o acabados, preferentemente por extrusión o moldeo.
Antecedentes de la invención Descripción de la técnica anterior
Las resinas plásticas son en un principio materiales granulares y se producen en pastillas. Estas pastillas se producen dentro de productos acabados o semiacabados por moldeo, extrusión u otros medios en los que se calientan las pastillas de resina hasta que se funden las pastillas y entonces se moldean y extruden en una forma deseada. Típicamente, las resinas granulares se funden a temperaturas elevadas, por ejemplo desde 300-400ºC, que están muy por encima del punto de ebullición del agua.
Muchas resinas granulares tienen afinidad con la humedad. Estas resinas hidroscópicas absorben la humedad y no pueden ser tratadas adecuadamente por moldeo o extrusión hasta que se sequen. Si se tratan antes de que la resina esté seca, la humedad en la resina que está siendo tratada dentro del plástico hierve a o cerca de las altas temperaturas de procesos de moldeo o extrusión, dejando burbujas y quizá otras imperfecciones en el producto macerado. Así, las resinas granulares hidroscópicas deben secarse antes del moldeo o la extrusión.
Algunos materiales de resina granular son extremadamente hidroscópicos y se vuelven no aptos para el tratamiento por moldeo o extrusión en diez minutos o menos tras salir de un dispositivo de secado, debido a la rápida reabsorción de humedad por el material de resina granular.
Es conocido el secar material de resina granular colocando las pastillas de material de resina granular sobre grandes bandejas poco profundas a una profundidad 2,54 ó 5,08 cm (una o dos pulgadas), e introduciendo estas bandejas en hornos durante varias horas. Con esta aproximación al secado de material de resina granular, pueden usarse temperaturas de secado de hasta 65,5-82,2ºC (150-180ºF), pero no superiores, ya que muchos materiales de resina granular comienzan a reblandecerse a 93,3-98,8ºC (200-210ºF).
Durante el proceso de secado, no puede permitirse que el material de resina granular se reblandezca, ya que se vuelve imposible de controlar. Una vez que el material de resina granular comienza a reblandecerse, a temperaturas por encima del punto de ebullición del agua, las pastillas de material de resina granular se quedan pegadas entre ellas en grumos o incluso se funden en masas inutilizables de material plástico sólido, haciendo imposible el tratamiento ulterior del material de resina en un artículo útil. Se conocen secadores de desecante para uso con material de resina granular. Los secadores de desecante emplean típicamente bandejas de material desecante, que se colocan en contacto cercano con el material de resina granular. El material desecante extrae humedad del material de resina granular, secando con ello el material en preparación para moldeo o extrusión. Los secadores de desecante tienen desventajas fundamentales, a saber un tiempo de preparación largo y un tiempo de secado lento. Adicionalmente, algunos secadores de desecante permiten que el material granular secado esté expuesto al aire después de haberse secado el material, antes de que el material haya sido tratado por moldeo o extrusión. Durante este tiempo de re-exposición al aire ambiente, el material puede captar humedad del aire ambiente, siendo preciso que el material sea secado de nuevo con una consecuencia de coste económico sustancial y pérdida de tiempo.
La publicación de patente francesa 802.618 desvela un aparato y un procedimiento de secado que consiste en "inyectar, a presión, vapor saturado seco que puede ser del mismo carácter que el vapor del líquido que debe evacuarse. El vapor penetra en los vacíos del material que debe secarse y ahí se condensa, haciendo elevarse la temperatura del material de manera uniforme, que tiende a igualarse con la temperatura del vapor de inyección".
La publicación de patente francesa 802.618 concierne la alimentación de vapor a presión, cuyo vapor tiene una presión parcial del vapor de líquido particular de interés, inferior al líquido que debe secarse, pero contiene no obstante al menos algo del líquido que debe secarse. El documento francés 802.618 desvela, en el segundo párrafo, que "en una segunda fase de la operación, se baja la presión ambiental por medio de, por ejemplo, una bomba de vacío. El material que debe secarse, hallándose que está a una temperatura superior a la ambiente, cede calor recibido en la primera fase y evapora el líquido condensado. Pero este vapor producido es húmedo y, al final de la operación, la cantidad de líquido extraído es superior al líquido condensado a partir de la humedad contenida en el vapor extraído".
La publicación de patente francesa 802.618 incluye dos hornos E_{1} y E_{2} al interior de los que se dirige vapor, tras reducción de la presión, alternativamente al uno o al otro (página 1, línea 39 del documento francés 802.618). La publicación de patente francesa 802.618 desvela el uso alternante de hornos E_{1} y E_{2}, pero los dos hornos no son posicionalmente intercambiables y no pueden desplazarse durante el proceso de secado entre las posiciones de calentamiento y secado.
La patente británica 671.085 divulga un edificio de almacenamiento y distribución de grano con tolvas de almacenamiento de grano, que están fijas al cimiento de hormigón del edificio, pero carece de cualquier tipo de tolva móvil o contenedor móvil de secado de material. La patente británica 671.085 muestra un transportador neumático móvil que sirve para distribuir grano neumáticamente entre las concentraciones de tolvas con forma de sector o sección circular estacionarias en el interior del edificio de almacenamiento de grano o silo, teniendo las tolvas en el interior del edificio de almacenamiento de grano o silo partes superior y de fondo abiertas, para la circulación de aire hacia arriba a través de las tolvas abiertas y para la circulación de aire entre las tolvas sobre la superficie de la parte superior del grano residente en las tolvas adyacentes.
La patente británica 671.085 no desvela ningún colector para dirigir selectivamente aire desde un ventilador a una concentración de recipientes metálicos atados unitariamente que son movibles colectivamente en serie entre posiciones de calentamiento y secado en vacío de material. La patente británica 675.085 no divulga ningún colector, no sugiere ningún otro dispositivo para mantener o almacenar grano herméticamente en un contenedor cerrado en el que pueda extraerse el vacío, mucho menos un contenedor cerrado que sea movible entre posiciones de calentamiento y secado. Mientras que la patente británica 671.085 desvela una dirección seleccionable del aire para ayudar al transporte del grano en la instalación, no se sugiere ningún colector para dirigir selectivamente aire en serie hasta recipientes metálicos que puedan estar en una posición de calentamiento y que puedan desplazarse entre al menos posiciones de calentamiento y de secado en vacío. Además, la patente británica 671.085 se interesa en estructuras estacionarias con carácter de silos de granja que están construidas sobre y fijadas de manera inmóvil a la tierra.
La patente estadounidense 6.154.980 desvela un secador según el preámbulo de la reivindicación 1. Tal secador representó una mejora sustancial y un desmarque radical con respecto a tecnología anteriormente conocida de secadores de desecante, al proporcionar procedimientos y aparatos que aceleraron sustancialmente el proceso de secado, proporcionando una mayor producción de material secado de resina granular a un coste inferior que el que había sido anteriormente conocido u obtenible. La patente estadounidense 6.154.980 logró tal aceleración del secado con mayor producción e inferior coste al proporcionar una pluralidad de tolvas giratorias unitariamente alrededor de un eje común vertical en serie entre las posiciones de carga y secado del material, secado en vacío y descarga del material, con combinaciones de pistón-cilindro neumáticas, que sirven para hacer girar unitariamente las tolvas alrededor de un eje entre las posiciones de carga y calentamiento, secado en vacío y descarga del material. Calentadores de resistencia eléctrica han proporcionado calor a los contenidos en proceso de carga en una tolva en la posición de carga y calentamiento. La parte superior y la parte inferior de la tolva se ajustan herméticamente contra una pared cilíndrica de la tolva cunado está en la posición de secado en vacío. Una bomba de vacío extrae el vacío en el interior de la tolva en la posición de secado en vacío.
Resumen de la invención
De acuerdo con la invención, se proporciona un secador que tiene las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones 2-11 están definidos modos de realización preferentes.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista isométrica de un aparato secador de vacío según la forma de realización preferente de la invención.
La Figura 2 es un alzado frontal de un secador de vacío según la forma de realización preferente y la mejor forma conocida de llevar a la práctica la invención, con la carcasa retirada y con ciertos conductos no mostrados para mejorar la calidad del dibujo.
La figura 3 es un alzado lateral izquierdo del aparato secador ilustrado en la Figura 2, con la carcasa retirada y con ciertos conductos no mostrados para mejorar la calidad del dibujo.
La Figura 4 es un alzado lateral derecho del aparato secador ilustrado en las Figuras 2 y 3, con la carcasa retirada y con ciertos conductos no mostrados para mejorar la calidad del dibujo.
La Figura 5 es una vista isométrica quebrada de una sección del bastidor del secador ilustrado en las Figuras 2, 3 y 4, que muestra detalles de estructura para cerrar los fondos de los recipientes metálicos en las posiciones de calentamiento de material, secado en vacío y gestión de inventario del material y descarga.
La Figura 6 es una representación isométrica esquemática de flujos de aire en un secador de acuerdo con las Figuras 2 a 5 suministrando material para uso por una máquina de tratamiento tal como una prensa de moldear o una extrusora, funcionando el secador con los flujos de aire en modo de suministro de material y con flujos de aire activos indicados mediante punteado.
La Figura 6A es una representación isométrica esquemática de flujos de aire en un secador de acuerdo con la Figuras 2 a 5 suministrando material para uso por una máquina de tratamiento tal como una prensa de moldear o una extrusora, funcionando el secador con los flujos de aire en modo de calentamiento de material y con flujos de aire activos indicados mediante punteado.
La Figura 7 es una vista isométrica quebrada en despiece ordenado de una sección de un recipiente metálico realizando aspectos de la invención para uso en un secador tal y como está ilustrado en las Figuras 2 a 5, que ponen de manifiesto la invención.
La figura 8 es una vista frontal a escala ampliada quebrada de una sección del secador ilustrado en la Figura 2, que muestra con detalle una caja de remoción de material en vacío y una sección inferior de un recipiente metálico en una posición de inventario y descarga de material.
La Figura 9 es una vista lateral quebrada de la caja de remoción de material en vacío y una sección inferior del recipiente metálico en la posición de inventario y descarga de material ilustrada en la Figura 8.
La Figura 10 es un dibujo isométrico esquemático de la caja de remoción de material en vacío ilustrada en las Figuras 8 y 9 representando flujos de aire y material.
La Figura 11 es una vista desde arriba del secador ilustrado en las Figuras 2,3 y 4.
La Figura 12 es una vista esquemática desde arriba del secador ilustrado en las Figuras 2 a 4 y 11 con determinadas partes borradas para aumentar la calidad del dibujo.
La Figura 13 es un alzado frontal en sección de una caja metálica que pone de manifiesto aspectos de la forma de realización preferente y la mejor forma de llevar a la práctica la invención.
La Figura 14 es un alzado en sección de una tolva de alimentación y carga de material prevista opcionalmente para uso con el secador según la invención.
Las Figuras 15 y 16 son vistas esquemáticas de una caja de doble válvula neumática, que muestra las válvulas en dos posiciones diferentes, con uso para dirigir flujos de aire en relación con el secador de la invención tal y como ilustrado en las Figuras 2 a 4 y 6. La Figura 15 se denomina configuración o modo de "entrega de material" de la caja de doble válvula neumática; la Figura 16 se denomina configuración o modo de "calentamiento de material" de la caja de doble válvula neumática. En las Figuras 15 y 16, las secciones de la caja de doble válvula neumática que tienen flujo neumático activo se indican mediante
punteado.
La Figura 17 es una representación isométrica de un bloqueo mecánico de accionamiento automático que retiene en posición un recipiente metálico sobre una cinta transportadora del secador ilustrado en las Figuras 2 a 4.
La Figura 18 es un alzado frontal en sección de una variante de forma de realización de una sección de recipiente metálico del secador.
La Figura 19 es una vista en despiece ordenado correspondiente a la Figura 1.
La Figura 20 es una vista esquemática del secador según una segunda forma de realización de la invención.
La Figura 21 es una vista esquemática del secador según una tercera forma de realización de la invención.
La Figura 22 es una representación isométrica esquemática del bloqueo mecánico de accionamiento automático ilustrado en la Figura 17, pero retirado de la cinta transportadora.
La Figura 23 es una representación isométrica esquemática de un recipiente metálico único, del tipo ilustrado en relación con el secador ilustrado en las Figuras 1-6, que ilustra esquemáticamente un secador tal que puede modificarse para tener solamente un recipiente metálico único y de modo que los procedimientos correspondientes de la invención puedan llevarse a la práctica con un recipiente metálico único que se desplaza, con preferencia, giratoriamente entre al menos posiciones de calentamiento y de secado en vacío del material.
La Figura 24 es una representación isométrica esquemática de un secador de tres recipientes metálicos del tipo general ilustrado en las Figuras 1-6, con los recipientes metálicos girando alrededor de un eje y una trayectoria circular de radio extenso con respecto a la configuración ilustrada en las Figuras 1-6.
La Figura 25 es una ilustración esquemática de un mezclador gravimétrico, un secador del tipo descrito generalmente en las Figuras 1-6 y una prensa de moldear o extrusora, destinados a llevar a la práctica aspectos de la invención, por lo que el material suministrado por el mezclador gravimétrico al secador está destinado a la máquina de moldear o a la extrusora con fines de tratamiento. Secado y después alimentado directamente desde el secador.
La Figura 26 es un alzado esquemático quebrado que representa una válvula del tipo ilustrado como una parte componente de recipientes metálicos 12 en las Figuras 7, 8, 9, 13 y 18 y como componente de una tolva de suministro y carga de material ilustrada en la Figura 14, con la válvula en la posición cerrada, impidiendo la circulación descendente de material granular.
La Figura 27 es un alzado esquemático quebrado que representa la válvula de la Figura 26 en la posición abierta, permitiendo la circulación descendente de material granular.
Descripción de la forma de realización preferente y mejor modo de llevar a la práctica la invención
En referencia a los dibujos en general y a las Figuras 1 a 4, 11 y 12 en particular, un secador de vacío de material granular que manifiesta aspectos de la invención y del tipo ampliamente desvelado en el documento US6.154.980 se designa generalmente como 10, e incluye preferentemente una pluralidad de recipientes metálicos preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, cilíndricos, preferentemente tres, cada uno de ellos designado generalmente como 12. Cada recipiente metálico 12 incluye preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, una envoltura cilíndrica 14 y está, con preferencia, sustancialmente orientado verticalmente, con el eje del cilindro extendiéndose sustancialmente verticalmente con el fin de ser giratorio preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, de forma unitaria con los otros recipientes metálicos, alrededor de un eje sustancialmente vertical definido por un árbol 24 preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, vertical.
El secador 10 incluye un bastidor, designado generalmente como 22 sobre y en el interior del que está instalado, con capacidad de rotación, el árbol 24 para girar con respecto al bastidor 22. Los recipientes metálicos 12, montados sobre una cinta transportadora 21 girando unitariamente con el eje vertical 24, preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, se desplazan en serie entre una posición de calentamiento designada generalmente como 100, una posición de secado en vacío designada generalmente como 102 y una posición de inventario de material designada generalmente como 104, como está indicado en la Figura 12. Los recipientes metálicos 12 se desplazan cuando y como se requiere entre la posición de calentamiento 100, la posición de secado en vacío 102 y la posición de inventario 104. Los tres recipientes metálicos 12 arrancan y se detienen juntos como se requiere debido al movimiento de la cinta transportadora 21; estos no se desplazan continuamente al modo de un carrusel entre las posiciones 100, 102 y 104. La flecha B indica la dirección de rotación de la cinta transportadora 21 y del árbol 24.
En referencia principalmente a las Figuras 1 a 4, el bastidor 22 está formado principalmente por una pluralidad de elementos de hierro en ángulo preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, verticalmente y preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, extendiéndose horizontalmente, que definen preferentemente de forma colectiva un paralelepípedo rectangular. Como se ve en las Figuras 2, 3 y 4, el bastidor 22 incluye preferentemente cuatro elementos 160 sustancialmente verticales, de los que dos son visibles en la Figura 2; los dos elementos 160 sustancialmente verticales restantes están ocultos detrás de los dos elementos 160 visibles en la Figura 2, pero son visibles en las Figuras 3 y 4. Los elementos verticales 160 se identifican adicionalmente en los dibujos según que estos elementos verticales estén sobre el lado izquierdo o sobre el lado derecho del secador y que estos elementos verticales estén en el frente o en la parte trasera del secador. Por ejemplo, en la Figura 2, que muestra el secador visto desde el frente, el elemento vertical visible sobre el lado izquierdo del dibujo está numerado como 160LF indicando el "lado frontal izquierdo" del elemento vertical 160. De forma similar, el elemento vertical sobre el lado derecho en la Figura 2 está indicado como 160RF, para el "lado frontal derecho". La misma convención se aplica a los elementos verticales ilustrados en las Figuras 3 y 4, en las que "LB" indica "lado posterior izquierdo" y "RB" indica "lado posterior derecho".
El bastidor 22 incluye además presentemente cuatro elementos 162 horizontales superiores que, con preferencia, definen colectivamente la periferia externa de un rectángulo en términos geométricos; varios de los cuatro elementos 162 horizontales superiores son visibles en las Figuras 2, 3 y 4. Los elementos 162 horizontales superiores se designan adicionalmente como "L", "R", "F" y "B" para "izquierda", "derecha", "frontal" y "posterior", respectivamente.
El bastidor 22 aún incluye además cuatro elementos 164 horizontales inferiores, de los que varios son visibles en las Figuras 2, 3, y 4; cada uno de los elementos 164 inferiores descansa preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, inmediatamente debajo de un elemento 162 horizontal superior, como está ilustrado en las Figuras 2, 3 y 4. Los cuatro elementos 164 horizontales inferiores definen preferentemente la base del bastidor 22 para poner en contacto un suelo u otra estructura de soporte del peso sobre la que descanse el secador 10, o puede ser de una longitud extendida para el montaje de ruedas como está ilustrado en las Figuras 2, 3, y 4. Los elementos 164 horizontales inferiores se designan adicionalmente como "L", "R", "F" y "B" para "izquierda", "derecha", "frontal" y "posterior", respectivamente.
Una placa de suspensión 166 preferentemente horizontal forma parte del bastidor 22 y, preferentemente pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, se extiende lateralmente a través de una sección superior del secador 10, por debajo de los elementos 162 horizontales superiores. La placa de suspensión 166 se ilustra en las Figuras 2, 3 y 4 y sirve como estructura de fijación para varios componentes. Una combinación de pistón-cilindro de obturación de parte superior del recipiente metálico se designa generalmente como 44, sirviendo para obturar la parte superior de un recipiente metálico 12 en una posición de secado en vacío 102, está preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, instalada sobre la placa de suspensión 166 que se extiende horizontalmente, como está ilustrado en la Figura 3. A diferencia de la estructura desvelada en el documento US6.154.980, preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, no existe una combinación de pistón-cilindro superior correspondiente o estructura equivalente en la posición de calentamiento 100; el extremo superior del recipiente metálico cilíndrico 12 en la posición de calentamiento 100 permanece, preferentemente, ligeramente abierto, con espacio entre la parte extrema superior del recipiente metálico 12 y una estructura de tipo placa 150 que está asociada a y conectada de forma fija a la placa de suspensión 166 que se extiende horizontalmente, como se ilustra en la
Figura 4.
Unas primera, segunda y tercera combinaciones 34, 36, 38 pistón-cilindro de rotación motriz están preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, conectadas en pivote a la placa de suspensión 166, como se ilustra en las Figuras 2, 3, 4, 11 y 12. Las conexiones de las combinaciones 34, 36, 38 pistón-cilindro de rotación motriz con la placa 166 que forma parte del bastidor 22 son preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, de pivote e están indicadas como conexiones 180 en los dibujos; las conexiones de pivote 180 están preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, en un plano común sobre la placa 166. Los vástagos no numerados de las combinaciones pistón-cilindro 34, 36, 38 están conectados, en sus partes extremas alejadas del cilindro asociado, a la placa triangular 28, como se ilustra en las Figuras 11 y 12.
La conexión de una placa 28 generalmente triangular con el árbol 24 orientado verticalmente se efectúa preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, por medio de un enlace rectangular 26 que es preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, alargado horizontalmente y que reside preferentemente de forma rotatoria en una superficie de apoyo apropiada en el interior de una abertura circular formada en el centro de la placa 28 generalmente triangular, como se ilustra en las figuras 11 y 12. El enlace rectangular 26 está preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, conectado de forma fija al árbol vertical 24 en el extremo superior del mismo.
La Figura 11 es una vista desde arriba del secador 10, que muestra las conexiones estructurales de las primera, segunda y tercera combinaciones pistón-cilindro de rotación motriz 34, 36, 38 y la estructura asociada, que da como resultado la rotación del árbol 24 con el accionamiento de una de las combinaciones pistón-cilindro 34, 36, 38.
Cada una de las combinaciones pistón-cilindro 34, 36, 38 está fijada a un vértice de una placa triangular 28. La placa triangular 28 está, por su parte, conectada de forma pivotante a una extensión 26 de tipo pasador, longitudinalmente alargada que, estando mostrada en líneas continuas en la Figura del dibujo para la claridad del dibujo, deberá entenderse que está posicionada por debajo de la placa rectangular 28.
La extensión de tipo pasador 26 está fijada al árbol vertical 24, a una sección del mismo, a distancia de la posición de fijación a la placa triangular 28. Como resultado, con el accionamiento preferentemente neumático de una de las combinaciones pistón-cilindro 34, 36, 38 con retracción del pistón-árbol asociado resultante, tal como se ilustra para la combinación pistón-cilindro 34 en la Figura 11, el árbol vertical 24 gira ciento veinte grados (120º) con el accionamiento de una combinación pistón-cilindro dada. En la Figura 11, una vez que se ha accionado la combinación pistón-cilindro 36 para extraer la sección de vástago del pistón de la combinación pistón-cilindro en el interior del cilindro, esto da como resultado una rotación del árbol 24 en el sentido inverso a las agujas del reloj a través de un ángulo de ciento veinte grados (120º), moviendo con ello los recipientes metálicos 12 en una forma de posicionamiento hacia la siguiente sucesiva de la posición de calentamiento y carga 100, la posición de secado en vacío 102 y la posición de inventario 104.
Las combinaciones pistón-cilindro están instaladas de forma giratoria, como se representa en la Figura 11 sobre la placa de suspensión 166. Las combinaciones pistón-cilindro se accionan preferentemente neumáticamente; está dentro de la esfera de la invención el usar combinaciones pistón-cilindro u otros medios accionados eléctricamente o accionados hidráulicamente, tales como solenoides, para proporcionar un movimiento linear o rotatorio apropiado para llevar a cabo la rotación del árbol 24.
Aún en referencia a la Figura 11 y también a la Figura 12, el secador 10 incluye preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, una leva de bloqueo 174 de cinta transportadora que está en forma de placa plana que tiene tres levas 179, en la que las levas adyacentes se encuentran en vértices cóncavos designados como 173 en la Figura 11. Para la claridad del dibujo, no se han numerado todos los vértices 173 ni todas las levas 179.
La leva de bloqueo 174 de cinta transportadora está conectada de forma fija al árbol 24 y gira unitariamente con el mismo. Un brazo de bloqueo 175 de cinta transportadora está instalado sobre la placa de suspensión 166 y es móvil de forma pivotante, alrededor de un punto de movimiento de pivote indicado como P en la Figura 11, con sensibilidad de respuesta a una combinación pistón-cilindro 176 instalada igualmente sobre la placa de suspensión 166. Un rodillo que sirve como rodillo de leva 178 está instalado sobre un brazo de bloqueo 175 de cinta transportadora y es giratorio alrededor de un eje vertical. El rodillo de leva 178 se ajusta contra el borde que se extiende radialmente proyectándose hacia el exterior de la leva de bloqueo 174 de cinta transportadora y se desplaza a lo largo de levas convexas 179 y vértices cóncavos 173 que definen la superficie radialmente fuera de borda de la leva de bloqueo 174.
Cuando se desea bloquear la cinta transportadora 21 contra el movimiento de rotación, se acciona preferentemente la combinación pistón-cilindro 176 en la siguiente presencia de rodillo de leva 178 que reside contra un vértice cóncavo 173. Estando accionada de esta manera la combinación pistón-cilindro 176, la fuerza ejercida por la combinación pistón-cilindro 176 contra un vértice cóncavo 173 de la leva de bloqueo 174 a través del rodillo de leva 178 impide cualquier movimiento de rotación de la leva 174 e impide, por lo tanto, cualquier rotación del árbol 24 y de la cinta transportadora 21 conducida por éste.
Un rodillo de ajuste de posición 177 de interruptor límite está preferentemente instalado excéntricamente sobre un árbol no numerado, que está fijado a y se extiende perpendicularmente con respecto a la placa de suspensión 166, y está posicionado para accionar un interruptor límite, llevado por el brazo de bloqueo 175 de cinta transportadora. El interruptor límite se ha indicado mediante líneas de puntos y numerado como 168 en la Figura 11. Puesto que el rodillo de ajuste de posición 177 de interruptor límite está instalado excéntricamente sobre su árbol no numerado asociado, la rotación del rodillo de ajuste de posición 177 de interruptor límite alrededor de su eje sirve para ajustar el límite del movimiento arcuado del brazo de bloqueo 175 de cinta transportadora. El contacto del interruptor límite contra el rodillo de ajuste de posición 177 envía una señal desde el interruptor límite hasta el microprocesador, que indica que el accionamiento de la combinación pistón-cilindro 176 ha realizado el bloqueo del movimiento de rotación de la cinta transportadora 21.
Con esta disposición, el movimiento de la placa triangular 28, tal y como es efectuado por cualquiera de la primera, la segunda y la tercera combinación pistón-cilindro de rotación motriz 34, 36 ó 38, da como resultado un enlace rectangular 26 que traslada tal movimiento al eje vertical 24, lo que da como resultado la rotación del árbol 24. Según gira el árbol 24, éste lleva a la cinta transportadora 21 y, por lo tanto, a los recipientes metálicos 12, entre la posición de calentamiento 100, la posición de secado en vacío 102 y la posición de inventario 104, como está representado esquemáticamente en la Figura 12. Los recipientes metálicos 12 se desplazan de este modo unitariamente con el árbol 24, como resultado del transporte de los recipientes metálicos 12 por la cinta transportadora 21, que está conectada al árbol 24. Cada una de las combinaciones pistón-cilindro 34, 36 y 38 sólo se acciona preferentemente para extraer el vástago de pistón asociado dentro del cilindro de la combinación pistón-cilindro. La combinación del vástago de pistón dentro del cilindro de una combinación pistón-cilindro 34, 36 ó 38 dada sirve para hacer girar la cinta transportadora 21 a través de un ángulo de 120º. Cuando se energiza una cualquiera de las combinaciones pistón-cilindro 34, 36 y 38, las combinaciones pistón-cilindro restantes se desenergizan; este control se efectúa por un microprocesador que acciona válvulas de solenoide que, a su vez, controlan el flujo de aire a presión hasta las combinaciones pistón-cilindro 34, 36 y 38 y hasta otras combinaciones pistón-cilindro asociadas al secador de vacío. Las válvulas de solenoide están conectadas neumáticamente a las correspondientes apropiadas de las combinaciones pistón-cilindro a través de una tubería de plástico flexible. La tubería, las válvulas de solenoide y el microprocesador no han sido ilustrados sustancialmente en los dibujos, para ayudar a la claridad del dibujo. Es deseable que las combinaciones pistón-cilindro sean solicitadas por resorte para volver a una posición deseada por defecto cuando no sean accionadas neumáticamente.
El árbol 24 o estructura equivalente se apoya preferentemente por muñón en cojinetes apropiados instalados sobre la suspensión superior 112 del árbol. La suspensión superior 112 del árbol está conectada preferentemente a la placa de suspensión 166 que se extiende horizontalmente por combinaciones apropiadas de tuerca y perno, que no han sido numeradas pero que están representadas en la Figura 11. Un cojinete de apoyo inferior del árbol, preferentemente en forma de placa con resalte 114, está instalado sobre un elemento transversal de bastidor horizontal inferior 165, como está mostrado en la Figura 5, y está fijado en posición por combinaciones apropiadas de turca y perno o por adhesivo; tal medio de fijación no ha sido mostrado ni numerado en los dibujos. El árbol 24 se desplaza rotatoriamente sobre la placa con resalte 114, que es preferentemente de plástico con calidad de soporte.
La Figura 1 ilustra que el secador 10 en el aspecto preferente del aparato de la invención está alojado en el interior de una carcasa 11 que tiene una puerta 13. En el interior de la carcasa 11, están una pluralidad de recipientes metálicos 12, de los que uno es visible en la Figura 1, un ventilador 76, un filtro de aire 82 y otros componentes como se describe con mayor detalle a continuación.
La primera y la segunda combinación pistón-cilindro 34, 36 de rotación motriz se ilustran en la parte superior de la carcasa 11 por encima de la placa de suspensión 166 horizontal.
Un conmutador de contacto 132 está instalado en la posición ilustrada en la Figura 1 y detecta si la puerta 13 está cerrada o abierta. Cuando la puerta 13 está abierta, el conmutador de contacto 132 envía preferentemente una señal a un microprocesador que controla el funcionamiento del secador 10 mediante tal señal, que sirve para desactivar las partes móviles del secador de cualquier movimiento, proporcionando con ello una característica de seguridad.
Está ilustrada adicionalmente en la Figura 1 una plantilla triangular 134 que es móvil manualmente y se ajusta sobre un interruptor manual que sirve como interbloqueo destinado a las combinaciones pistón-cilindro 170 y 198 de alimentación neumática. La plantilla triangular 134, cuando es desplazada por un operador tras la apertura de la puerta 13 de la carcasa del secador, da a un conmutador manual que desactiva los circuitos neumáticos destinados a las combinaciones pistón-cilindro 170 y 198, permitiendo con ello a un operador retirar manualmente un recipiente metálico 12 de la posición de inventario de material 104. El movimiento manual inverso de la plantilla 134 por un operador (o la acción de cierre de la puerta 13, en la carrera de cierre de la puerta 13, si el operador olvida mover la plantilla 134 de nuevo hasta la posición de operación) mueve de nuevo la plantilla 134 en posición, por lo que la plantilla 134 da a un conmutador que sirve para accionar de nuevo el circuito de accionamiento neumático destinado a las combinaciones pistón-cilindro 170 y 198.
En el interior y en el fondo de cada recipiente metálico 12 está prevista una válvula, preferentemente en una abertura 144 de descarga del recipiente metálico. La válvula es puesta en acción preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, en posición de gestión de inventario de material 104 por una combinación pistón-cilindro 170 instalada sobre la placa de suspensión 162 que se extiende horizontalmente ubicada por encima de la posición de gestión de inventario de material 104 cuando un recipiente metálico 12 está en la posición 104, como está mostrado en la Figura 2.
En la Figura 13 están ilustrados detalles de un recipiente metálico 12 en el que la envoltura cilíndrica 14 se muestra en sección vertical, con el tubo 52 formando una envoltura 14 de pared única. Un árbol 400 de vástago de válvula de descarga recorre verticalmente la longitud del recipiente metálico 12 y coincidiendo con el eje cilíndrico del mismo. El recipiente metálico incluye además preferentemente una placa 404 perforada, posicionada transversalmente con respecto al eje cilíndrico, ubicada en el interior del recipiente metálico 12, a proximidad del extremo 426 inferior del recipiente metálico. El recipiente metálico 12 incluye además preferentemente un cilindro 406 de válvula de descarga axialmente desplazable que es móvil unitariamente con el árbol 400 a partir de la posición ilustrada en líneas continuas hasta la posición ilustrada en líneas de puntos en la Figura 13. Cuando el cilindro 406 de válvula de descarga está en la posición superior ilustrada en líneas continuas, la válvula 20 de distribución del recipiente metálico está cerrada.
La pared cilíndrica curva del cilindro 406 de válvula de descarga se ajusta estrechamente en el interior de una abertura central 405 de la placa 404 ilustrada en las Figuras 7 y 13. El embudo 94 de abertura perforado hacia abajo se ajusta en su extremo estrecho contra la placa 404 justo al exterior de la periferia de la abertura central 405. Así, el material granular en el interior del recipiente metálico 12 es soportado verticalmente por el embudo 94 de abertura perforada hacia abajo, y no puede escapar del mismo a través de la abertura central, ya que la abertura central 405 está ocupada por el cilindro 406 de válvula de descarga, axialmente desplazable.
En esta posición cerrada de la válvula, un extremo superior del cilindro 406 de válvula de descarga, axialmente desplazable se ajusta estrechamente contra y está recubierto por una sombrilla 422 de válvula de descarga del recipiente metálico que está preferentemente conectada de manera fija a un tubo 418 interno de calentamiento en el interior del recipiente metálico 12. Como resultado de esta configuración geométrica, el material granular en el interior del recipiente metálico 12 descansa sobre el embudo perforado 94, sobre la sombrilla 422 de la válvula de descarga y contra la superficie exterior curva del cilindro 406 de válvula. No puede producirse ninguna circulación descendente de tal material en tanto que el cilindro 406 de válvula de descarga, axialmente desplazable esté en la posición superior ilustrada en líneas continuas en la Figura 13, ya que el material no puede circular hacia abajo a través del interior del cilindro 406 de válvula y porque la pared exterior curva de la válvula 406 se ajusta estrechamente y preferentemente está en contacto con la placa 404. La pendiente de la superficie de parte superior del material de resina granular en el recipiente metálico 12 y en otras partes está limitada por el ángulo de reposo.
Cuando se desea descargar material de un recipiente metálico 12 mientras que el recipiente metálico 12 está en la posición de inventario de material, el accionamiento de la combinación pistón-cilindro 170 desciende la tapa 172 del recipiente metálico en posición de inventario 104 para venir en contacto con la superficie superior del recipiente metálico 12. Como resultado, la tapa 172 del recipiente metálico y, específicamente, el vástago de pistón de la combinación pistón-cilindro 170 viene en contacto e interfiere con el extremo superior del árbol 400 de vástago de válvula de descarga del recipiente metálico, forzando al árbol 400 hacia abajo, considerando la Figura 13. El movimiento descendente del árbol 400 da como resultado un movimiento descendente del cilindro 406 de válvula de descarga, axialmente desplazable moviendo la sección abierta de la parte superior del cilindro 406 de válvula de descarga, axialmente desplazable lejos de la sombrilla 422 de válvula de descarga del recipiente metálico. Esto permite la circulación de material granular, en el interior del recipiente metálico 12 y que es soportada por el embudo 94 de abertura perforada hacia abajo, a través del interior abierto del cilindro 406 de válvula de descarga axialmente desplazable hacia abajo fuera del recipiente metálico 12.
Cuando se desea detener la circulación de material fuera del recipiente metálico 12 en posición de inventario 104, se desenergiza la combinación pistón-cilindro 170, con lo que un componente de resorte de la combinación pistón-cilindro 170 provoca la retracción de la sección de pistón de la misma, levantando con ello la tapa 172 del recipiente metálico. Esto libera el árbol 400 de vástago de la válvula de descarga, permitiendo que el árbol 400 se desplace hacia arriba en la Figura 3. Un resorte en el interior del alojamiento 420 empuja al árbol 400 hacia arriba hasta que la sección superior del cilindro 406 de válvula axialmente desplazable venga una vez más en contacto con el interior inferior de la sombrilla 422 de válvula de descarga del recipiente metálico, posicionando con ello la superficie curva del cilindro 406 de válvula para bloquear cualquier circulación adicional de material granular hacia abajo fuera del recipiente metálico 12. El alojamiento 420 es retenido en posición por tres cuñas 414 que conectan el alojamiento 420 con la envoltura 14 del recipiente metálico 12.
Una ventaja fundamental proporcionada por el diseño de la válvula 20 de distribución del recipiente metálico es que la válvula 20 no es propensa al atoramiento en una posición abierta o cerrada debido a la captación de material granular en partículas en las partes móviles de la misma. La acción de deslizamiento de la pared cilíndrica del cilindro 406 de válvula de descarga, axialmente desplazable contra la pared anular correspondiente de abertura en la placa 404 significa que no existe espacio entre estas dos partes móviles dentro del que pueda caer fácilmente material granular y atorar, con ello, la válvula. Es deseable que cierta sección del exterior curvo del cilindro de válvula de descarga permanezca en deslizamiento, de cara al contacto con la pared anular de la abertura 405 en la placa 404 en todo momento, ya esté abierta o cerrada la válvula. Esta operación está ilustrada en las Figuras 26 y 27.
En referencia a las Figuras 2 a 5 y 12, en posición de calentamiento 100, un recipiente metálico 12 tiene preferentemente un suministro de material granular o en forma de polvo húmedo que debe secarse, residiendo ya en su interior. Sin embargo también está dentro del alcance de la invención el proporcionar el suministro de material granular o en forma de polvo húmedo para ser cargado dentro del recipiente metálico 12 en posición de calentamiento 100.
Como está mostrado en la Figura 4, instalada sobre el lado inferior de la placa de suspensión 166 y posicionada para ajustarse estrechamente a pero ligeramente espaciada de, y moviéndose alrededor de la periferia externa de la parte superior del recipiente metálico, está una estructura 150 de placa preferentemente circular. Una sección de tapa anular 152 de la estructura 150 de placa se ajusta estrechamente a pero está ligeramente espaciada de la periferia circular de un recipiente metálico 12 en posición de carga y calentamiento 100. Una abertura está en el interior de la estructura 150 de placa y conduce a un contenedor o embudo de alimentación que facilita la comunicación entre una tolva 500 de carga de material, ilustrada en la Figura 14, o alguna estructura equivalente posicionada sobre la parte superior del secador 10, y el interior de un recipiente metálico 12 en posición de carga y calentamiento 100.
En la Figura 4 se ilustra con claridad la configuración de la estructura 150 de placa circular, la sección 152 de tapa anular y la relación de las mismas con la periferia circular del recipiente metálico 12 en posición de calentamiento 100.
Un recipiente metálico 12 llega a la posición de calentamiento 100 como resultado de haber sido desplazado hasta esta posición por la rotación de la cinta transportadora 21 sobre el árbol vertical 24, en respuesta al movimiento de una de las primera, segunda y tercera combinaciones pistón-cilindro 34, 36 y 38 de rotación motriz.
Como está ilustrado esquemáticamente en la Figura 6, en posición de calentamiento 100, un ventilador 76 facilita la circulación de aire calentado a través del material 74 que reside en el interior del recipiente metálico 12 para calentar el material 74. El ventilador 76 tiene una abertura de admisión 78 y una abertura de escape 80. La abertura de escape 80 conecta con el conducto 156 en cuyo interior existe una pluralidad de elementos calentadores 82 destinados a calentar el aire procedente del ventilador 76 antes de circular a través del material en el interior del recipiente metálico 12.
En referencia a la Figura 5, una combinación pistón-cilindro 106 neumática está preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, instalada sobre un elemento transversal 152 inferior, que forma parte del bastidor 22. Al ser accionada, la combinación pistón-cilindro 106 sirve par cerrar el fondo del recipiente metálico 12 en posición de calentamiento 100 para desplazar una placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento verticalmente hacia arriba, efectuando un sellado hermético entre la placa 86 y el recipiente metálico 12 en posición de calentamiento 100, con el fin de facilitar el paso de aire calentado a través del material granular o en forma de polvo en el recipiente metálico 12.
La placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento incluye además un detector 153 de presencia de recipiente metálico, como está ilustrado en la Figura 5. El detector 153 detecta la presencia de un recipiente metálico 12 en posición sobre la placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento. Si no se detecta la presencia de ningún recipiente metálico, el detector 153 de presencia de recipiente metálico envía un señal al microprocesador, que, como resultado de la lógica programada en el mismo, impide cualquier circulación descendente de material de resina granular para ser calentado en la posición 100, mediante el accionamiento de una combinación pistón-cilindro 110 que controla una válvula 108 instalada en la placa de suspensión 166 encima de la posición de calentamiento 100, como está ilustrado en la Figura 11. Cuando se acciona la válvula 108, ningún material puede pasar hacia abajo a través de la misma desde una tolva de alimentación por encima del secador 10 al interior del espacio que define la posición de calentamiento 100.
La placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento incluye además una abertura 154 apantallada, ilustrada en la Figura 5, destinada al paso de aire calentado a través de la misma hacia arriba al interior de un recipiente metálico 12 cuando está posicionado sobre la placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento. La abertura 154 está conectada con el orificio de salida del ventilador 76 a través de una serie de conductos, estando el conducto 158 directamente conectado con la abertura 154 de aire calentado, como está ilustrado en la Figura 6 y referido en la Figura 16.
Todavía en referencia a la Figura 5, el elemento transversal 152 inferior está instalado de forma fija entre dos elementos transversales 155 intermedios que se extienden horizontalmente.
El aire calentado, habiendo pasado a través del material granular o en forma de polvo en el interior del recipiente metálico 12, es despedido del recipiente metálico 12 en el extremo superior del mismo. Mientras que la placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento se ajusta herméticamente contra el fondo del recipiente metálico 12 en posición de calentamiento, el recipiente metálico 12 se abre ligeramente en la parte superior cuando está ubicado en posición de calentamiento 100, debido al posicionamiento de la estructura 150 de placa en ajuste estrecho con pero ligeramente espaciada del borde superior del recipiente metálico 12, como está ilustrada en la Figura 4.
En referencia a las Figuras 6 y 6A, un conducto de descarga 144 está conectado herméticamente con una abertura en la estructura 150 de placa para el paso a través del mismo de aire calentado que sale del recipiente metálico 12 en posición de calentamiento 100, después de que el aire calentado haya pasado a través del material de resina granular o en forma de polvo húmedo en el interior del recipiente metálico 12. El conducto de descarga 144 conduce preferentemente a una caja 600 de doble válvula neumática mostrada en la parte inferior de las Figuras 6 y 6A, e ilustrada en las Figuras 15 y 16, como se describe a continuación con más detalle. La dirección del flujo de aire en el interior del conducto de descarga 144 procedente del recipiente metálico 12 en la posición de calentamiento 100 hasta la caja 600 de doble válvula neumática está indicada en la Figura 6A por las flechas "a". La caja 600 de válvulas neumáticas se denomina caja de "doble" válvula neumática porque la caja 600 posee dos válvulas en su interior que operan simultáneamente fuera de un único árbol accionado neumáticamente. También podrían usarse válvulas de operación independiente, separadas o válvulas separadas que funcionen de forma acoplada.
Como se muestra en las Figuras 6 y 6A, un primer termopar 68 preferentemente posicionado en el orificio de entrada 72 del conducto de descarga 144 detecta la temperatura del aire calentado que abandona el recipiente metálico 12 en la posición de calentamiento 100. Un segundo termopar 84 está preferentemente posicionado tras el ventilador en el conducto 156 que conduce desde el aire que ha pasado a lo largo de los elementos de calentamiento 82, alimentando el orificio de salida del ventilador el aire calentado procedente del ventilador 76. Cuando las temperaturas detectadas por los termopares 68 y 84 son sustancialmente iguales, esto es indicativo de que el material de resina granular o en forma de polvo en el interior del recipiente metálico 12 ha alcanzado la temperatura deseada, que es típicamente, pero no necesariamente, la temperatura seleccionada del aire que entra en el recipiente metálico 12 después de haber sido calentado al grado deseado, preferentemente por los elementos de calentamiento 82.
En la Figura 5 está ilustrada una placa 42 de sellado del fondo de recipiente metálico ubicada en la posición de secado en vacío 102. La placa 42 está instalada de forma móvil sobre el elemento transversal 152 inferior de forma similar a la de la placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento. La placa 42 de sellado del fondo de recipiente metálico en la posición de vacío 102 es accionada por una combinación pistón-cilindro 46 que está conectada con el elemento transversal 152 inferior y es visible en la Figura 5.
En la Figura 5 está ilustrada adicionalmente la placa 114 con resalte que está conectada de forma fija con el elemento transversal 152 inferior y sirve como árbol 24 vertical de soporte de superficie de soporte a medida que el árbol 24 gira y lleva los recipientes metálicos 12 entre las posiciones de calentamiento, secado en vacío y gestión de inventario del material.
También ilustrada en la Figura 5, está una placa 90 de sellado del fondo de posición de gestión de inventario del material que es móvil verticalmente para venir en contacto con el fondo de un recipiente metálico 12 ubicado en la posición de gestión de inventario del material, para recibir el material secado que circula hacia abajo procedente del recipiente metálico para su entrega a una máquina extrusora o una prensa de moldear. La placa 90 de sellado del fondo de posición de gestión de inventario del material está instalada preferentemente sobre una viga 196 que pivota para facilitar el movimiento vertical de la placa 90 de sellado del fondo de posición de gestión de inventario del material. Como variante, la placa 90 de sellado del fondo de posición de gestión de inventario del material puede estar conectada directamente al bastidor 22 y ser accionada por una combinación neumática pistón-cilindro asociada a ella. La viga 196 está ilustrada en la Figura 9.
En referencia a las Figuras 7 y 13, cada recipiente metálico 12 preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, cilíndrico incluye preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, una envoltura cilíndrica designada generalmente como 14. Cada envoltura cilíndrica 14 está definida preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, por un tubo de pared única 52 en los dibujos. Una camisa aislante 54, representada en las Figuras 2, 3 y 4, se ajusta preferentemente alrededor del exterior anular del tubo 52 y está equipada con una cremallera 55 que extiende axialmente la longitud de la camisa 54 cuando la camisa 54 está en posición alrededor del tubo 52. La camisa 54 es suficientemente resiliente para que, cuando se cierra la cremallera 55, la camisa 54 se estira ligeramente de forma circunferencial alrededor del tubo 52, con el resultado de que la fuerza radialmente hacia el interior ejercida sobre el tubo 52 por la camisa 54 retiene la camisa 54 en posición alrededor del exterior del tubo 52.
Un embudo de material de abertura perforada hacia abajo designado como 94 está fijado en el interior de cada envoltura cilíndrica 14 de un recipiente metálico 12 a proximidad del fondo del recipiente metálico 12. El embudo 94 de distribución de material, cuando está instalado, se deforma preferentemente justo lo suficiente para estar encajado en posición y ser retenido por la acción de tipo resorte que resulta de las tensiones residuales internas a medida que el embudo 94 trata de aflojar estas tensiones.
El carácter perforado del embudo de distribución 94 facilita la circulación de aire de secado calentado a través del material en el recipiente metálico 12 cuando el recipiente metálico 12 está en posición de secado en vacío 102 por extracción axial del vacío en el recipiente metálico 12 en la posición 102.
Cada recipiente metálico 12 incluye además preferentemente una válvula de distribución de recipiente metálico generalmente designada como 20, ubicada coaxialmente con el embudo perforado 94, como se muestra en las Figuras 7, 8, 9 y 13.
En referencia a las Figuras 2, 3, 4, 12, 13 y 17, cada recipiente metálico 12 está equipado preferentemente con un par de pasadores extensibles superiores 410 y un par de pasadores extensibles inferiores 412, cuyos pares de pasadores 410, 412 están posicionados en ubicaciones diametralmente opuestas sobre la superficie de un recipiente metálico 12 dado.
Una cinta transportadora 21 de transporte de recipientes metálicos incluye un primer conjunto de láminas espaciadas equiangularmente, alargadas verticalmente, cuyas láminas del primer conjunto están indicadas como 16 en la Figura 12. La cinta transportadora 21 incluye además una pluralidad de segundos conjuntos de láminas alargadas verticalmente. Las láminas de cada uno de los segundos conjuntos están conectadas a una respectiva de las láminas del primer conjunto a lo largo de bordes respectivos. Las láminas del segundo conjunto están indicadas como 17 en la Figura 12 y están también representadas en las Figuras 2, 3 y 4. Las láminas de los segundos conjuntos 17 respectivos y las láminas conectadas asociadas del primer conjunto 16, a las que están conectadas láminas respectivas del segundo conjunto, están distanciadas equiangularmente, como se muestra en la Figura 12.
Cada una de las segundas láminas 17 de la cinta transportadora 21 tiene bordes configurados a proximidad de sus partes extremas superiores para proporcionar un vértice superior de soporte de recipiente metálico designado como 30 en la Figura 2. El vértice 30 está formado entre un borde que se extiende preferentemente verticalmente y un borde que se extiende ligeramente hacia arriba desde la horizontal. La forma está ilustrada en la Figura 2, y proporciona soporte a los pasadores extensibles superiores 410 de recipiente metálico cuando un recipiente metálico, tal como el recipiente metálico 12 ilustrado en la Figura 2, está colocado en posición con los pasadores extensibles superiores 410 descansando en los vértices 30 superiores de soporte de recipiente metálico.
Una vez que se ha posicionado un recipiente metálico con los pasadores extensibles superiores 410 soportados por los vértices 30 superiores de soporte de recipiente metálico, la sección inferior del recipiente metálico puede hacerse oscilar en posición por un movimiento en una dirección indicada por la flecha A en la Figura 17. Tal movimiento es un movimiento de pivote a través de un arco, estando definido el centro del arco por los pasadores extensibles superiores 410 que descansan en los vértices 30. Una vez que se ha hecho oscilar en posición al recipiente metálico 21 con los pasadores extensibles inferiores 412 residiendo en las entalladuras 432 de abertura hacia abajo formadas en las segundas láminas 17, se hace oscilar la lámina de enclavamiento 428, que tiene una configuración en forma de "L", en la posición ilustrada en la Figura 17 desde la posición ilustrada en la Figura 2.
En la posición enclavada o bloqueada ilustrada en la Figura 17 en la que el recipiente metálico 12 está retenido en posición sobre la cinta transportadora 21 y está retenido en posición específicamente sobre la segunda pala 17 de la cinta transportadora 21, una primera sección planar 800 de la lámina de enclavamiento 428 yace en un plano perpendicular al eje de los pasadores extensibles inferiores 412 de recipiente metálico. Como se ilustra adicionalmente en la Figura 22, la primera sección planar 800 tiene una parte extrema 434 de borde que está distante del armazón 430 de pivote de lámina y que yace contra la superficie cilíndrica curva del pasador extensible inferior 412 de recipiente metálico. En esta posición, una segunda sección planar 438 de la lámina de enclavamiento 428, que es perpendicular a la primera sección planar 800 de la lámina de enclavamiento 428, se extiende longitudinalmente delante de la parte extrema 434 de borde de la primera sección planar 802 de la lámina de enclavamiento 428. Esta parte de extensión de la segunda sección planar 438, que está designada como 802 en la Figura 22, yace de forma enfrentada contra la superficie cilíndrica curva del pasador extensible inferior 412 de recipiente metálico, como está ilustrado en la Figura 17, impidiendo con ello la rotación de la lámina de enclavamiento 428 alrededor del armazón de pivote 430. Puesto que se impide en esta posición la rotación de la lámina de enclavamiento 428, la fuerza ejercida por el recipiente metálico 12, a través del pasador extensible inferior 412 de recipiente metálico contra la parte extrema 434 de borde de la primera sección planar 800 de la lámina de enclavamiento 428, retiene el recipiente metálico 12 contra cualquier rotación alrededor del pasador 412. Específicamente, la lámina de enclavamiento 428 no puede moverse alrededor del armazón de pivote 430 en la dirección de la flecha B debido a la interferencia entre la parte extrema 434 de borde de la primera sección planar 800 de la lámina de enclavamiento 428 y la superficie cilíndrica curva del pasador extensible inferior 412 de recipiente metálico.
Cuando se desea retirar el recipiente metálico 12 de la cinta transportadora 21, se hacen girar las láminas de enclavamiento 428 en la dirección opuesta a la indicada por la flecha B en la Figura 17, en la dirección indicada por la flecha C en la Figura 22, liberando con ello los pasadores extensibles inferiores 412 de recipiente metálico y permitiendo la rotación del recipiente metálico en la dirección opuesta a la de la flecha A en la Figura 17. Una vez que se ha hecho girar así ligeramente al recipiente metálico 12 para liberar el pasador extensible inferior 412 de las entalladuras 432 de abertura descendente, el recipiente metálico 12 puede ser levantado manualmente, de modo que los pasadores extensibles superiores 410 de recipiente metálico dejen de descansar sobre los vértices 30 de las segundas láminas 17, y retirado del secador 10.
La Figura 3 ilustra un recipiente metálico 12 en posición de secado en vacío 102 antes del movimiento en posición de las placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte superior y del fondo del recipiente metálico para sellar la envoltura cilíndrica 14, de modo que pueda extraerse un vacío en el interior del mismo.
Las placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte superior y del fondo del recipiente metálico están preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, conectadas respectivamente con extensiones de vástago de pistón no numeradas que forman parte de las combinaciones pistón-cilindro 44, 46, respectivamente, de sellado de la parte superior y del fondo del recipiente metálico. Las combinaciones pistón-cilindro 44, 46 son preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, accionadas neumáticamente por el microprocesador y las válvulas de solenoide como se ha descrito anteriormente. La sección de cilindro de la combinación pistón-cilindro 44 de parte superior está conectada de forma fija con la placa de suspensión 166, mientras que la sección de cilindro de la combinación pistón-cilindro 46 de fondo está conectada de forma fija con un elemento transversal 152 inferior del bastidor 22, de forma similar a la de la combinación pistón-cilindro que acciona la placa inferior 86 móvil en la posición de calentamiento y carga 100, como se ilustra en la Figura 5.
Las placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte superior y del fondo del recipiente metálico son, con especial preferencia, de configuración generalmente planar, como se ilustra, y tienen preferentemente juntas de sellado al vacío 58, 60 posicionadas para desplazarse circunferencialmente alrededor de los picos preferentemente circulares no numerados de las placas 40, 42, respectivamente, de sellado al vacío de la parte superior y del fondo del recipiente metálico.
Cuando un recipiente metálico 12 está en la posición de secado en vacío 102, el accionamiento neumático de las combinaciones pistón-cilindro 44, 46 respectivas de sellado de la parte superior y del fondo del recipiente metálico provoca respectivamente el movimiento vertical de las placas 40, 42 respectivas de sellado al vacío de la parte superior y del fondo del recipiente metálico, en la dirección del eje del recipiente metálico 12 cilíndrico, hacia el recipiente metálico 12. Esto efectúa un sellado de mantenimiento del vacío, estanco, entre las periferias preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, circulares de las placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte superior y del fondo, en el que están preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, ubicadas las juntas de vacío 58 y 60, así como los bordes circunferenciales de la parte superior y del fondo preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, circulares del tubo 52.
Una vez que se ha evaporado la humedad del material de resina debido a la extracción del vacío del mismo en el interior del recipiente metálico 12, mientras que está ubicado en la posición de secado en vacío 102, y que el material de resina ha alcanzado un grado de sequedad deseado, se permite que las combinaciones pistón-cilindro 44, 46 de sellado de la parte superior y del fondo del recipiente metálico vuelvan a sus posiciones por defecto ilustradas en la Figura 4. Esto retrae las placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte superior y del fondo del recipiente metálico lejos de y fuera de contacto del recipiente metálico 12, permitiendo que el recipiente metálico 12, que tiene ahora en su interior el material de resina granular seco, se desplace a la posición de gestión de inventario de material.
En referencia a las Figuras 5, 6 y 6A, la placa 42 de sellado del fondo del recipiente metálico en la posición de sellado al vacío 102 incluye una abertura 50 de aire caliente de purgación, mostrada en las Figuras 5, 6 y 6A. La abertura 50 proporciona una abertura al interior de un recipiente metálico 12 ubicado en la posición de secado en vacío destinada a una línea de purga 62 que conduce desde el conducto 158 de transporte de aire de calentamiento caliente ilustrado en las Figuras 6 y 6A. Una válvula de purga 64 está prevista en el interior de la línea de purga 62 para abrir y cerrar la línea 62, para permitir o para bloquear la circulación de aire caliente al interior de un recipiente metálico 12 en la posición de secado en vacío 102. La línea de purga 62 y la válvula de purga 64 facilitan la purgación de la humedad del material de resina granular que sufre el secado en vacío por introducción periódica de aire seco caliente dentro de este material de resina granular y dejando que el aire seco caliente sea extraído a través del material de resina por el vacío que es retirado en la parte superior del recipiente metálico. El efecto de esto es otorgar una mejor eficacia, a saber una sequedad resultante más elevada del material de resina granular cuando éste termina de secarse en la posición de secado en vacío 102. La purgación dura típicamente treinta (30) segundos o un minuto, o incluso un minuto y treinta segundos, sobre el tiempo total del ciclo de secado de veinte (20) minutos. La purgación se lleva a cabo preferentemente cerca de o al final del ciclo de secado, y también puede llevarse a cabo igualmente a mitad del ciclo.
La duración del tiempo en el que se extrae el vacío en el interior del recipiente metálico 12, mientras está ubicado en la posición de secado en vacío 102, puede ajustarse, según el tipo de material que se esté secando, usando el microprocesador. De forma similar, puede ajustarse el nivel de vacío extraído en el recipiente metálico 12 en la posición de secado en vacío 102. El aire extraído del recipiente metálico 12 por la acción del venturi de vacío 48 que comunica con la placa 40 de sellado de la parte superior puede supervisarse en cuanto al contenido de humedad; el venturi de vacío 48 puede detenerse una vez que se ha alcanzado el nivel bajo deseado de humedad en el material en el interior del recipiente metálico 12. El microprocesador controla el funcionamiento del secador de baja presión, incluyendo el secuenciado y el accionamiento de las varias combinaciones neumáticas pistón-cilindro, el funcionamiento del venturi, etc.
Los conjuntos cilíndricos orientados verticalmente de recipientes metálicos son transportados indirectamente por el árbol 24 para rotación con el mismo avanzando sobre la cinta transportadora 21, como se ilustra en las Figuras 2, 3, 4, 12 y 19. La cinta transportadora está fijada preferentemente de forma inmóvil al árbol 24. Cada recipiente metálico 12 puede retirarse manualmente de la cinta transportadora 21.
La flecha B en las Figuras 11 y 12 representa la dirección de rotación preferente del árbol vertical 24, de la cinta transportadora 21 y de los recipientes metálicos 12 de manera que se desplace uno de los recipientes metálicos 12 en serie desde la posición de calentamiento 100 hasta la posición de secado en vacío 102, después hasta la posición de gestión de inventario de material 104 y después de nuevo hasta la posición de calentamiento, en la que debe repetirse este ciclo.
En la posición de secado en vacío 102, el material calentado es sometido preferentemente a un vacío de aproximadamente 27,5 milímetros de mercurio o superior. Esto desciende el punto de evaporación o el punto de ebullición del agua a aproximadamente 48,9ºC (120ºF), provocando con ello que se evapore la humedad en el interior del material calentado y que sea extraída por el venturi de vacío 48 que extrae el vacío en el interior del recipiente metálico 12 en la posición de secado en vacío 102. El venturi de vacío 48 está conectado a través de un tubo flexible apropiado con una abertura en la placa 40 de sellado de la parte superior del recipiente metálico para extraer el vacío en el interior del recipiente metálico 12 en la posición de secado en vacío 102. Una vez que el proceso de secado en vacío está suficientemente completado, las combinaciones pistón-cilindro 44, 46 retraen las placas 40, 42 de sellado de la parte superior y del fondo del recipiente metálico, de modo que el recipiente metálico 12 pueda desplazarse desde la posición de secado en vacío 102 hasta la posición de distribución de material 104, según gira la cinta transportadora 21. Una bomba de vacío puede sustituir al venturi de vacío 48 y proveerse como parte del secador de vacío.
El ventilador 76 es preferentemente un ventilador de un caballo de vapor. Preferentemente se usan dos elementos calentadores 82, como está ilustrado en los dibujos.
Las funciones de calentamiento del material y secado en vacío pueden tomar cada una aproximadamente veinte minutos. En consecuencia, en una hora, la totalidad de los tres recipientes metálicos 12 experimenta preferiblemente un ciclo a través de la posición de calentamiento de material 100, la posición de secado en vacío 102 y la posición de gestión de inventario del material y distribución 104. Si cada recipiente metálico es de aproximadamente 25,50 cm (10 pulgadas) de diámetro y 60,96 cm (24 pulgadas) de alto, cada recipiente metálico contendrá aproximadamente 28,32 litros cúbicos (un pie cúbico) de material de resina granular, que es aproximadamente 15,87 kilos (treinta y cinco libras) de material de resina granular. Con tal configuración, el secador proporciona aproximadamente 45,36 kilos (100 libras) por hora de material de resina granular secado para el tratamiento ulterior por el equipo de moldeo por inyección o de extrusión de material plástico. El tamaño puede aumentarse o disminuirse de escala, según se desee.
Los recipientes metálicos 12 están previstos preferentemente igualmente espaciados alrededor del árbol vertical 24, estando los recipientes metálicos 12 separados de 120 grados.
En referencia a las Figuras 2, 6, 6A, 8, 9 y 10, la caja 182 de remoción de material en vacío está prevista en el fondo de la posición de inventario de material 104 para retirar y transportar el material granular secado desde el secador 10 hasta una máquina de tratamiento tal como una prensa de moldear por compresión o inyección o una extrusora. La caja de remoción de material en vacío está designada generalmente mediante 182 en los dibujos y tiene un tubo 184 de remoción de material que reside con capacidad de rotación en el interior de la misma.
Como se ilustra en la Figura 9, la caja 182 de remoción de material en vacío está instalada preferentemente sobre un extremo de la viga pivotante 196, cuya viga 196 está conectada de forma pivotante con el bastidor 22, preferentemente con uno de los elementos transversales 155 intermedios que se desplazan entre los dos elementos 160LP y 160RR que se extienden verticalmente, en la parte trasera del secador 10. El punto de conexión en pivote se representa como P en la Figura 9. La viga pivotante 196 es accionada preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, por una combinación pistón-cilindro 198 orientada verticalmente que está preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, instalada sobre un elemento transversal 165 de bastidor horizontal. La combinación pistón-cilindro 198 es visible en las Figuras 2, 3, 4 y 9.
En referencia a las Figuras 8, 9 y 10, la caja 182 de remoción de material incluye un tubo 184 de remoción de material manualmente giratorio y un orificio de entrada de aire 187 que proporciona la entrada a un sistema de entrega de material basado en vacío o succión a través del que se transporta material granular en el interior de la caja 182 de remoción de material mediante un aire a presión inferior a la atmosférica procedente del interior del tubo 184 de remoción de material, giratorio, hacia el exterior, como está indicado por la flecha O en la Figura 10. El aire suministrado al orificio de entrada 187 está indicado por la flecha I en la Figura 10. La característica giratoria del tubo 184 permite el ajuste del caudal de material a través del mismo mediante el ajuste de la posición angular del tubo 184, para ajustar el área proyectada o efectiva de la abertura de carga de material presentada directamente a y accesible directamente para el material granular seco oscilante en entorno de vacío.
La abertura 186 de carga de material está en el tubo 184 de remoción de material, giratorio. La abertura 186 es preferentemente alargada axialmente y está formada como un corte en la pared del tubo 184, estando el corte preferentemente definido por dos bordes preferentemente sustancialmente rectos que son paralelos al eje del tubo 184, y dos bordes arcuados preferentemente sustancialmente paralelos formados a lo largo de las líneas de circunferencia del tubo 184, como se ilustra en la Figura 10. Es deseable que los dos bordes arcuados sustancialmente paralelos que forman dos de las fronteras de la abertura 186 de carga de material tengan arcos de apertura de menos de 180 grados.
La caja 182 de remoción de material en vacío incluye preferentemente una primera placa 190 frontal superior pivotante que está fabricada preferentemente de plástico transparente o material de vidrio de seguridad y que pivota en torno a una charnela que se desplaza sustancialmente coaxialmente con un borde indicado como "A" de la caja 182 de remoción de material en las Figuras 8 y 10.
Formando preferentemente parte de la misma pared esencialmente planar de la caja 182 de remoción de material, está una segunda placa 192 frontal inferior pivotante que está, de forma similar, preferentemente formada de plástico transparente o material de vidrio de seguridad de la misma forma que la primera placa 190 frontal superior pivotante, pero que pivota en torno de un borde paralelo al borde indicado como A en las Figuras 8 y 10, estando tal borde indicado como B en las Figuras 8 y 10. Un borde superior de la placa 192 frontal inferior recubre un borde inferior de la placa 190 frontal superior cuando las placas están en su disposición esencialmente co-planar, proporcionando un frontal cerrado a la caja 182 de remoción, como está ilustrado en la Figura 8. El borde superior de la placa 192 frontal inferior está indicado como 192U en la Figura 8. La acción pivotante de las placas 190, 192 para abrir el frontal de la caja 182 facilita la limpieza de la misma. El plástico transparente o el material de vidrio de seguridad de las placas 190, 192 facilita la operación de supervisión de inspección del interior de la caja de remoción de material en vacío.
La caja 182 de remoción de material es preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, con forma exterior de paralelepípedo rectangular, de modo que las superficies exteriores enfrentadas de forma opuesta de la caja 182 de remoción de material son esencialmente paralelas entre sí.
Una concentración de deflectores generalmente con forma angular, dispuestos preferentemente al menos parcialmente planares, están previstos preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, en el interior de la caja 182 de remoción de material; los deflectores están indicados generalmente como 194, 194A, etc. Los deflectores 194 sirven para desviar y difundir el vector de aire entrante cercano al vacío en el orificio de entrada 187, para hacer con ello más eficaz la toma de vacío de las pastillas de material de resina granular para el transporte de las mismas por el aire cercano al vacío sacado del interior del tubo 184 de remoción de material, giratorio. El movimiento del aire de difusión cercano al vacío en el interior de la caja 182 de remoción de material está indicado generalmente por las flechas etiquetadas "a" en la Figura 10.
En referencia a la Figura 8, la caja 182 de remoción de material incluye además preferentemente un detector 120 de material así como un visor 122 a través del que puede comprobarse visualmente el interior de la caja 182 de remoción de material y la presencia o ausencia de material de resina granular en su interior. El detector de material 120 sirve para accionar una alarma cada vez que hubiera ausencia de material en la caja 182 de remoción de material listo para transporte a la máquina de tratamiento, bajo demanda.
En referencia a las Figuras 6, 15 y 16, en las que las áreas activas de circulación de aire se han punteado para la claridad del dibujo, una caja de doble válvula neumática se designa generalmente como 600 y se usa para controlar los flujos de aire en la forma de realización preferente del secador según el aspecto del aparato de la invención. La caja 600 de doble válvula neumática incluye una combinación pistón-cilindro 602 neumática que desplaza un árbol 604 entre las posiciones ilustradas en las Figuras 15 y 16. Instalados sobre el árbol 604, están un primer y un segundo elementos de válvula 606, 608, incluyendo cada uno de ellos dos discos de válvula acoplados de forma resiliente por un resorte helicoidal. Cada uno de los dos discos de válvula que forman parte del primer y el segundo elementos de válvula 606, 608 son móviles en deslizamiento a lo largo del eje 604 dentro de los límites definidos por los resortes helicoidales, a los que están respectivamente acoplados los discos de válvula. Es deseable que los resortes helicoidales estén fijos, en una posición axialmente central, al árbol 604 con las partes extremas axiales de los resortes helicoidales conectadas con los discos respectivos que flotan o se deslizan a lo largo del árbol 604. Con esta estructura, según se desplaza el árbol 604 entre las posiciones ilustradas en las Figuras 15 y 16 debido a la acción de la combinación neumática pistón-cilindro 602, los discos de válvula respectivos pueden venir en contacto con los deflectores internos en el interior de la caja 600 de doble válvula neumática, abriendo o cerrando con ello aberturas dirigidas axialmente cortadas en los deflectores que se extienden transversalmente en la caja 600 de doble válvula neumática, como se ilustra en las Figuras 15 y 16.
La caja 600 de doble válvula neumática tiene una sección de presión positiva designada generalmente como 610 en las Figuras 15 y 16, y una sección de presión negativa designada generalmente como 612 en las Figuras 15 y 16, cuyas posiciones están indicadas por corchetes en los dibujos. Un orificio de entrada a la sección de presión positiva 610 está indicado como 2 en las Figuras 15 y 16, y es la posición en la que se suministras aire caliente a presión positiva a la caja 600 de doble válvula neumática desde el orificio de salida del ventilador de presión 76 a través del conducto 156, como se ilustra en la Figura 6.
La caja 600 de doble válvula neumática tiene dos orificios de salida desde la sección de presión positiva 610. El orificio de salida numerado como 1 en las Figuras 15 y 16 se conecta con el conducto 158, ilustrado en la Figura 6, que transporta aire caliente desde la sección de presión positiva 610 de la caja 600 de doble válvula neumática hasta un recipiente metálico 12 ubicado en la posición de calentamiento de material 100, como se ilustra en la Figura 6, cuando la caja de doble válvula neumática está en la configuración o modo de "calentamiento de material" ilustrada en la Figura 16.
Cuando la caja 600 de doble válvula neumática está en la configuración o modo de "entrega de material" ilustrada en la Figura 15, debido a que la combinación pistón-cilindro 602 está en la disposición alternativa y ha desplazado al árbol 604 y a la válvula 606 asociada hacia la izquierda, desde la posición en la Figura 16 hasta la posición ilustrada en la Figura 15, el aire caliente que sale de la sección de presión positiva 610 de la caja 600 de doble válvula neumática sale a través del orificio de salida 3. Conectado al orificio de salida 3 y conduciendo desde la caja 600 de doble válvula neumática hasta el orificio de entrada de aire 187, está una línea de entrada de aire 188, ilustrada en la Figura 6.
La abertura 4, que proporciona un orificio de entrada a la sección 612 de presión negativa de la caja 600 de doble válvula neumática, recibe aire caliente que sale de una posición de calentamiento 100 de recipiente metálico 12 a través de un conducto 146 ilustrado en la Figura 6A, cuando la caja 600 de doble válvula neumática está en la configuración de "calentamiento de material" ilustrada en la Figura 16. Cuando la caja de doble válvula neumática está en la configuración de "entrega de material" ilustrada en la Figura 15, la abertura 6 proporciona un orificio de entrada a la sección 612 de presión negativa de la caja 600 de doble válvula neumática para la línea de retorno 140, a través de la que se devuelve el aire procedente de un cilindro de carga 142, que es un receptáculo de retención para que el material de resina granular sea usado por una prensa de moldear o una extrusora 822, como se ilustra en la Figura 25.
La abertura 5 en la sección 612 de presión negativa de la caja 600 de doble válvula neumática comunica con el conducto 136 que conduce al filtro de aire 82 que, a su vez, conecta con la abertura 78 de admisión o succión del ventilador 76, en cuyo ventilador 76 extrae presión negativa o de succión. La abertura 5, el conducto 136 y las celdas activas de la sección 610 de presión negativa de la caja 600 de doble válvula neumática permanecen en comunicación con la abertura 78 de succión o admisión del ventilador 76, independientemente de que la caja 600 de doble válvula neumática esté en la configuración de calentamiento de material o de entrega de material.
También mostrado en la Figura 6, existe un conducto 138 que conecta el tubo 184 de remoción de material, giratorio, que se ve con más claridad en las Figuras 8, 9 y 10 y forma parte de la caja 182 de remoción de material, con el cilindro de carga 142. Por lo tanto, el conducto 138 transporta material de resina granular secado desde la caja 182 de remoción de material en vacío hasta el cilindro de carga 142 cuando la caja de doble válvula neumática está en la configuración de "entrega de material" ilustrada en la Figura 15.
Cuando la caja 600 de doble válvula neumática está en la configuración de "calentamiento de material" ilustrada en la Figura 16, el flujo en la sección de presión negativa de la caja 600 es de aire caliente despedido desde un recipiente metálico 12 en la posición de calentamiento de material 100, que viaja a través de un conducto 146 al interior de la caja 600 a través de la abertura 4.
Tanto si la caja de doble válvula neumática está en la configuración de "entrega de material" mostrada en la Figura 15 como si está en la configuración de "calentamiento de material" mostrada en la Figura 16, el aire es extraído, por succión en el orificio de entrada al ventilador 76, a través del filtro de aire 82 y dentro del ventilador 76 a través del conducto 136, a medida que dicho aire sale de la caja 600 de doble válvula neumática a través de la abertura 5.
Cuando la caja 600 de doble válvula neumática está en la configuración de "entrega de material" ilustrada en la Figura 15, el aire caliente que entra en la sección de presión positiva de la caja 600 de doble válvula neumática a través de la abertura 2 se suministra a la caja 182 de remoción de material en vacío a través del conducto 188 conectado a la abertura 3. En esta misma configuración, se extrae aire a través de la sección 612 de presión negativa de la caja 600 de doble válvula neumática desde el cilindro de almacenamiento de material 142 a través del conducto 140, después de entregar material de resina granular secado al cilindro 142 a través del conducto 138. Por lo tanto, la Figura 15 representa la caja de doble válvula neumática en la configuración o modo de entrega de material, mientras que la Figura 16 representa la caja de doble válvula neumática en la configuración o modo de calentamiento de material.
La caja 600 de doble válvula neumática efectúa una importante función, a saber la capacidad de proporcionar aire caliente de transporte como medio usado para desplazar material de resina granular secado, una vez que se ha secado el material, hasta la posición de operación, a saber hasta el cilindro de carga 142 para moldeo o extrusión. Esto es ventajoso con respecto al uso de aire ambiente procedente de la sala en la que está ubicado el secador 10 para desplazar material de resina granular desde el secador 10 hasta donde se necesite el material. La caja 600 de válvulas permite que se suministre aire caliente desde el ventilador 76 hasta la caja 182 de remoción en vacío para desplazar material de resina granular desde la caja 182 de remoción de material en vacío hasta el cilindro de carga 142. El uso de aire caliente ayuda a que el material de resina granular permanezca más caliente durante más tiempo; es deseable tratar el material de resina granular por moldeo o extrusión mientras que el material de resina granular está caliente. Si se da la oportunidad de que se enfríe el material de resina granular, el material de resina granular toma humedad, lo que afecta de forma desfavorable al rendimiento del material de resina granular cuando se moldea o extrude. El uso de aire caliente para transportar el material de resina granular después de haber sido secado mantiene caliente durante más tiempo el material de resina granular, otorgando más tiempo de espera al moldeo o la extrusión.
La Figura 14 ilustra una tolva de suministro de material opcional pero preferente para su uso con el secador 10. La tolva de suministro de material 500 incluye un contenedor 512 que es preferentemente de aluminio. El contenedor 512 tiene preferentemente una sección cilíndrica superior y una sección troncocónica, en la que estas dos secciones están indicadas como 514, 516, respectivamente.
La tolva de suministro de material 500 incluye una válvula de suministro de material designada generalmente como 502 en la Figura 14; la válvula 502 es esencialmente idéntica a la válvula de distribución 20 de recipiente metálico anteriormente descrita e ilustrada en las Figuras 7 y 13. La válvula de suministro de material 502 es accionada por una combinación pistón-cilindro 504 que está instalada de forma fija en el interior de la tolva de suministro de material 500 mediante un pasador de montaje numerado como 520. La válvula de suministro de material 520 incluye una sombrilla 506 de válvula de suministro de material que recubre un cilindro 508 de válvula de suministro de material axialmente desplazable, que tiene un centro abierto destinado a la circulación de material axialmente dirigida a través del mismo, hacia abajo al exterior de la tolva de suministro de material 500 cuando la válvula de suministro de material 502 está en la posición abierta. Una brida 510 de conexión árbol-cilindro de la válvula de suministro está posicionada en el interior de, y se desplaza preferentemente diametralmente a través del interior del cilindro 508 de válvula de suministro de material axialmente desplazable, proporcionando medios de sujeción del cilindro 508 al vástago 522 que se extiende desde la combinación pistón-cilindro 504.
Cuando el cilindro 508 de válvula de suministro de material, axialmente desplazable, está en la posición superior ilustrada en líneas continuas en la Figura 14, el extremo superior abierto del cilindro 508 de válvula de suministro de material, axialmente desplazable, está cubierto por una sombrilla 506 de válvula de suministro de material, y la pared curva del cilindro 508 se extiende axialmente desde la sombrilla 506 con deslizamiento a través de la abertura en el fondo 518 de un contenedor 512. Como resultado, en esta posición ningún material granular en el interior de la tolva de suministro 500 puede circular hacia abajo a través del interior del cilindro 508 de válvula de suministro de material, axialmente desplazable.
El contenedor 512 tiene un fondo 518 con una abertura para la recepción en deslizamiento del cilindro 508 de válvula de suministro de material, axialmente desplazable. El ajuste corredizo entre la abertura en el fondo 518 y la pared curva del cilindro 508 es lo suficientemente fino como para que el material granular no pueda pasar a través de las mismas.
Cuando se desea abrir la válvula 502, se acciona el pistón-cilindro 504, extendiendo el vástago 522 de pistón y desplazando con ello el cilindro 508 de válvula de suministro de material, axialmente desplazable, hacia abajo en la posición ilustrada en líneas de puntos en la Figura 14, con lo que el material granular en el interior de la tolva 500 de suministro de material puede circular hacia abajo a través del centro abierto del cilindro 508 de válvula de suministro de material, axialmente desplazable. Para cerrar la válvula 502 de suministro de material, se desenergiza la combinación pistón-cilindro 504, por lo que un resorte interno extrae el vástago 522 de pistón hacia arriba en la Figura 14, desplazando con ello el cilindro 508 de válvula de suministro de material, axialmente desplazable, hacia arriba en contacto con la sombrilla 506 de válvula de suministro de material. Esto cierra el extremo superior del cilindro 508 de válvula de suministro a la circulación de material y ningún material puede circular entonces hacia abajo fuera de la tolva 500 de suministro de material. Es deseable que la tolva 500 reciba material granular directamente de un mezclador gravimétrico 820, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 25.
El secador, en la forma de realización preferente del aparato de la presente invención, con la orientación vertical preferente de los recipientes metálicos 12 móviles, precisa de menos espacio en el suelo que un secador de desecante que tiene la misma capacidad. Adicionalmente, no existe mantenimiento del desecante como existe en el secador de desecante convencional, eliminando con ello el tiempo de producción perdido que se requiere con un secador de desecante convencional. Además, a medida que el material desecante se deteriora, la calidad del material granular plástico que es secado se resiente. Sin embargo, con el secador de la invención en cualquiera de sus formas de realización, puesto que no hay material desecante implicado, no existe riesgo de deterioramiento de la calidad del producto a causa del material desecante. El rendimiento del secador según la invención permanece constante y no se deteriora con el tiempo.
Los secadores según los aspectos del aparato de la invención acortan el tiempo de secado con respecto a los secadores de desecante, evitando con ello una exposición prolongada del material de resina granular al calor. Esto ayuda a mantener las propiedades físicas deseadas del material de resina.
Los secadores según los aspectos del aparato de la invención reducen los costes de trabajo debido a que el tiempo de limpieza destinado a las tolvas para un cambio de color o material es mínimo. Típicamente, un secador según los aspectos del aparato de la invención requerirá menos de 10 minutos de tiempo total para la limpieza, mientras que la limpieza de un secador de desecante convencional puede durar hasta una hora.
Algunos materiales no pueden secarse dos veces de forma eficaz. En el caso en que se haga necesario detener un secador según el aparato preferente de la invención, los recipientes metálicos deben obturarse, eliminando con ello la necesidad de secar el material en el recipiente metálico una segunda vez. Éste no es el caso con los secadores de desecante típicos.
Los secadores de desecante requieren típicamente tolvas de alimentación de material que estén al menos medio llenas para una correcta circulación del aire. Por lo tanto, si el uso de material es lento para una operación particular de moldeo o extrusión, la exposición prolongada al calor en un secador de desecante convencional puede degradar el material de moldeo de resina plástica. No existe tal exigencia para que un recipiente metálico lleno destinado al secador según el aspecto preferente del aparato de la invención funcione correctamente.
Los datos de ensayo revelan que los costes de servicio según el aspecto preferente del aparato de la invención son la mitad más bajos que los de un secador de desecante que tiene la misma capacidad. En muchos casos, los costes de servicio se reducen en hasta 80% con respecto a los de un secador de desecante que tiene la misma capacidad. Adicionalmente, el tiempo para iniciar el trabajo que usa tal secador según el aspecto preferente del aparato de la invención está por debajo de una hora, mientras que los secadores de desecante típicos precisan de cuatro horas o más para iniciar el trabajo.
El uso del secador según el aspecto preferente del aparato de la invención, como se ilustra en las Figuras 1, 2, 3, 4, etc. permite reducir a cero el tiempo de reajuste si el operador lo planifica con una hora de antelación. Los cambios de color en el material pueden realizarse "al vuelo" sin pérdida alguna de tiempo, simplemente cambiando el material en un recipiente metálico dado. Cuando el secador según el aspecto preferente del aparato de la invención funciona sobre un ciclo de 20 minutos, el inventario no usado de material mezclado representa como mucho 40 minutos del tiempo del secador, y no cuatro horas como es el caso con un secador de desecante convencional.
El secador según los aspectos del aparato y del procedimiento de la invención reduce al mínimo la necesidad de exponer el material que va a secarse a un calor elevado durante periodos prolongados, eliminando o reduciendo al mínimo drásticamente la pérdida de propiedades físicas que experimentan algunos materiales cuando son expuestos al calor elevado durante periodos prolongados.
El secador según el aspecto del aparato y del procedimiento de la invención permite el secado de plásticos a temperaturas inferiores a las conocidas hasta entonces; el PET ha tenido que secarse hasta entonces a aproximadamente 180ºC (350ºF), pero con el secador según la invención, el PET puede secarse a 120ºC (245ºF).
Cualquiera de los secadores según la invención no precisa de agua de refrigeración.
La temperatura inferior a la que funciona el secador según la invención permite la adición de concentrados de color a materiales de resina antes del secado en lugar de después.
Otro problema abordado por los secadores según la invención es la separación de materiales previamente mezclados durante periodos de estancia prolongados en tolvas de grandes dimensiones. Los recipientes metálicos del secador según el aspecto preferente del aparato de la invención son típicamente de un volumen inferior al de los secadores de desecante convencionales y se llenan y vacían en lotes distintos y completos, eliminando con ello el problema de la separación de materiales.
Los secadores de la invención no requieren y no usan medidor de punto de rocío o control de punto de rocío, estando ambos sometidos a problemas de fiabilidad, pero son necesarios con los secadores de desecante.
Un secador según los aspectos preferentes del aparato de la invención funciona preferentemente usando un suministro de aire desde 75 a 80 psi. Este aire, que procede típicamente del suministro del aire en la instalación en la que se usa el secador, sirve para generar el vacío necesario así como para poner en marcha todos los cilindros de aire del secador de baja presión. Para conservar el uso del aire de la instalación, es deseable que el generador de vacío de venturi del secador de la invención experimente un ciclo de encendido y apagado durante el funcionamiento para mantener un vacío mínimo de 63,50 cm (25 pulgadas). Una bomba de vacío puede sustituir al generador de vacío de venturi.
El controlador del microprocesador del secador incluye preferentemente interruptores de accionamiento con el pulgar de estructura funcionalmente equivalente a los que se usan para ajustar la temperatura a la que debe calentarse la resina u otro material granular antes del secado. Otro interruptor de accionamiento con el pulgar o estructura funcionalmente equivalente se usa preferentemente para ajustar el tiempo mínimo aceptable como el tiempo para un ciclo de calentamiento y un ciclo de secado. Típicamente, el tiempo del ciclo para los acrílicos, alquilbencenosulfonatos y policarbonatos es 20 minutos, mientras que el tiempo del ciclo para el PET es 40 minutos. Un tercer interruptor de accionamiento con el pulgar o estructura funcionalmente equivalente se usa para ajustar el tiempo de carga, que controla el tiempo para llenar un recipiente metálico en la posición de carga y calentamiento.
Durante el funcionamiento, los preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, tres recipientes metálicos 12 de material preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, idénticos o estructuras equivalentes preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, giran a través de las preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, tres estaciones, a saber la posición de carga y calentamiento 100, la posición de secado en vacío 102 y la posición de inventario y distribución 104. Una vez que existe material en una tolva de suministro (o estructura funcionalmente equivalente) por encima de la posición de carga y calentamiento 100, un operador puede pulsar un botón sobre el controlador del microprocesador (o unidad funcionalmente equivalente) para iniciar la secuencia de trabajo. Los recipientes metálicos 12 se posicionan entonces en una posición de inicio en base a la posición en el momento en que se bloqueó y apagó el secador por ultima vez, y el brazo 124 de enclavamiento de la cinta transportadora (o estructura funcionalmente equivalente) se mueve en posición para acoplar una sección de vértice 125 de la leva de enclavamiento 126 (o estructura funcionalmente equivalente). Cuando el brazo de enclavamiento 124 (o estructura funcionalmente equivalente) es una sección de vértice 125, un microinterruptor 128 (o estructura funcionalmente equivalente) es accionado por una leva excéntrica 130 (o estructura funcionalmente equivalente) y señaliza al microprocesador que la operación de enclavamiento se ha producido. El funcionamiento ulterior del secador 10 está condicionado por el microprocesador, que verifica la existencia de tal acoplamiento de enclavamiento del brazo de enclavamiento 124 o estructura funcionalmente equivalente en la posición de vértice 125 de la leva de enclavamiento 126.
Tras haberse confirmado el enclavamiento, el microprocesador acciona la combinación pistón-cilindro 106 o estructura funcionalmente equivalente, elevando la placa 86 de sellado del fondo de la posición de calentamiento o estructura funcionalmente equivalente en posición contra el fondo de un recipiente metálico 12, ubicado en la posición de calentamiento y carga 100. Después, el microprocesador comprueba el detector 153 en la placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento para verificar la presencia de un recipiente metálico 12 en la posición de calentamiento y carga 100.
Al verificar el microprocesador la presencia de un recipiente metálico en la posición de calentamiento y carga 100, el microprocesador acciona la combinación pistón-cilindro 110 para abrir la válvula 108 de admisión de material, estando ambos ilustrados en la Figura 11, con lo que puede circular material granular destinado al secado hacia abajo al interior de un recipiente metálico 12 ubicado en la posición de carga y calentamiento 100. Es deseable que una tolva o estructura funcionalmente equivalente, ajustándose encima del secador 10 y soportada por un armazón rectangular 118 o estructura funcionalmente equivalente, mantenga el material de resina granular o en forma de polvo que va a secarse y sea de un volumen ligeramente inferior al de un recipiente metálico 12. Por lo tanto, la capacidad completa de tal tolva de carga que descansa encima del armazón rectangular 118 puede cargarse dentro de un recipiente metálico 12 sin miedo de desbordamiento.
El microprocesador prosigue accionando las combinaciones pistón-cilindro 44, 46, desplazando con ello las placas 40, 42 de sellado de la parte superior y del fondo del recipiente metálico a una posición de vacío 102, en posición contra la parte superior y el fondo de un recipiente metálico 12 ubicado en la posición de secado en vacío 102.
El microprocesador prosigue entonces accionando la combinación pistón-cilindro 170 o estructura funcionalmente equivalente cuyo material está sobre la posición de gestión de inventario 104. El accionamiento de la combinación pistón-cilindro 170 cierra una tapa 172 de recipiente metálico contra la parte superior de un recipiente metálico 12 ubicado en la posición de gestión de inventario de material 104, y desplaza axialmente un árbol 400 de vástago de válvula (o estructura funcionalmente equivalente) en el recipiente metálico 12 que está ubicado en la posición de gestión de inventario de material 104. Al mismo tiempo, el microprocesador acciona la combinación pistón-cilindro 198, elevando con ello la viga pivotante 196 y levantando en posición la caja 182 de remoción de material en vacío.
El microprocesador energiza entonces el generador de vacío venturi 48 o la bomba de vacío, si se usa en lugar del generador venturi, y, si no se alcanza un vacío adecuado en 90 segundos, el microprocesador activa una alarma. Suponiendo que la alarma no se accione, el microprocesador acciona el ventilador 76 y enciende el calentador 82 poco después. El microprocesador comprueba el incremento de temperatura; si no se detecta un incremento de temperatura en el aire suministrado por el ventilador 76 a un recipiente metálico 12 en la posición de carga y calentamiento de material 100 en 60 segundos, el microprocesador apaga el calentador 82, detiene el funcionamiento del secador y hace sonar una alarma.
Cuando el microprocesador abre una válvula 108, el recipiente metálico ubicado en la posición de carga y calentamiento 100 empieza a llenarse con material para secar. El aire caliente entra en el fondo del recipiente metálico 12 para calentar el material granular a medida que el recipiente metálico 12 se llena de material. Típicamente, el procedimiento de calentamiento continúa durante veinte (20) minutos, asumiendo que éste es el tiempo que ha ajustado el operador y ha introducido en el microprocesador. El ventilador 66 y el calentador 82 están dimensionados de forma complementaria para calentar un único recipiente metálico 12 de material en veinte (20) minutos. Algunas veces, el material cerca de la parte superior del recipiente metálico 12 puede no alcanzar la temperatura completa de calentamiento en veinte (20) minutos, pero esto puede ser aceptable ya que puede que no se requiera generalmente un calentamiento completo para un secado completo. Después de veinte (20) minutos, el ciclo de calentamiento termina, el brazo de enclavamiento 124 de cinta transportadora se retrae desde una posición de vértice 173 de la leva enclavable 174 por accionamiento de la combinación pistón-cilindro 176, liberando con ello la cinta transportadora 21 del movimiento giratorio, y una apropiada de la primera, la segunda y la tercera combinación pistón-cilindro 34, 36, 38 se acciona con ello para posicionar los recipientes metálicos 12 llevados por la cinta transportadora 21 a la siguiente posición.
El recipiente metálico 12 que lleva el material que se ha calentado en la posición 100 se mueve a la posición de secado en vacío 102. En esta posición, veinte (20) minutos de aplicación de vacío son suficientes para secar la carga completa de material calentado en el recipiente metálico 12. Típicamente, los niveles de vacío de 63,50 cm (veinticinco (25) pulgadas) de mercurio son adecuados para el secado; en casos extremos, puede usarse un vacío de 73,66 cm (veintinueve (29) pulgadas) para el secado; es deseable que el secado en vacío sea interrumpido periódicamente y/o finalizado forzando aire caliente de purgación a través del recipiente metálico 12 y a través de la línea de purga 62, mientras que está en la posición de secado en vacío 102, que limpia el aire húmedo del recipiente metálico 12 que tiene el material granular secándose en su interior.
Es deseable que el temporizador del microprocesador sólo aumente y cuente tiempo cuando la temperatura del aire calentado esté dentro de los veinte grados (20º) de la temperatura de destino y que el vacío sea al menos 63,50 cm (veinticinco (25) pulgadas) de mercurio. Como resultado, el primer minuto más o menos de cada ciclo de secado y calentamiento no cuenta para el tiempo del ciclo.
Después de veinte (20) minutos de secado, los recipientes metálicos 12 se mueven preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, de nuevo, de modo que uno de los recipientes metálicos 12 que tienen ahora material seco en su interior se desplaza hasta la posición de gestión de inventario de material y distribución 104. Como resultado, existe un suministro de material de resina granular adecuadamente seco para uso por una prensa de moldear de tratamiento o una máquina extrusora.
A partir de este punto, se produce preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, el posicionamiento de recipientes metálicos sólo cuando un detector de nivel en la posición de inventario indica que el recipiente metálico 12 en esta ubicación está vacío.
La figura 20 representa esquemáticamente una segunda forma de realización de un secador de vacío que realiza aspectos de la invención en el que el secador de vacío se designa generalmente como 200. Un contenedor 202 de suministro de material o estructura equivalente está previsto como se indica esquemáticamente en la parte superior de la Figura 20; no es necesario que el contenedor 202 de suministro de material forme parte del secador de vacío 200.
Una línea 224 de alimentación de material preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, tubular o estructura equivalente lleva fuera una alimentación de material 202, preferentemente hacia abajo, y se conecta con una válvula de control de flujo de material o estructura equivalente, representada como 204 en la Figura 20.
La válvula 204 de control de flujo de material proporciona material a cualquiera de las dos líneas de alimentación de material 226, 226A o estructura equivalente que conduce a las respectivas de la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material o estructura equivalente, de las que ambas están ilustradas en la Figura 20 como cámaras de tratamiento cilíndricas orientadas verticalmente. También pueden usarse otras configuraciones y formas geométricas.
La primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material están equipadas con medios para calentar material granular, tal como resina plástica entregados al interior de las mismas a través de las líneas 226, 226A de alimentación de material. Los medios de calentamiento pueden ser uno o más calentadores de resistencia eléctrica como está ilustrado esquemáticamente y designado como 214, 216 en la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material. Como variante, preferentemente se ventila aire caliente a través de la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material para efectuar el calentamiento del material contenido en el interior de las mismas, del mismo modo ilustrado y descrito anteriormente en general con respecto a la forma de realización preferente.
El secador de vacío 200 incluye además una bomba de vacío o estructura equivalente designada generalmente como 208. La bomba de vacío 208 extrae vacío dentro de una seleccionada de la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material, de acuerdo con la posición de la válvula 206 de control de vacío o estructura equivalente que está conectada para extraer vacío creado por la bomba de vacío 208 de una seleccionada de la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material. Las líneas de vacío 228, 228A o estructura equivalente conectan la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material a la bomba de vacío 208. Una línea de vacío 230 adicional o estructura equivalente conecta la válvula de control 206 a la bomba de vacío 208.
Preferentemente, partiendo de los fondos de la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material está un par de líneas de descarga 232, 232A o estructura equivalente, que a su vez conecta con la primera y la segunda válvula 218, 220 de control de flujo de material secado, respectivamente. La primera y la segunda válvula 218, 220 de control de flujo de material secado o estructura equivalente controlan el flujo descendente de material secado de resina granular o en forma de polvo procedente de las cámaras de tratamiento 210, 212 respectivas al interior de un depósito 222 en el que se retiene el material granular hasta que sea necesario en el proceso de fabricación. La línea 234 lleva material liberado por la válvula 218 ó 220 al interior del depósito 222. La línea 236 de alimentación de material lleva material secado según se necesite desde el depósito 222 hasta una máquina de tratamiento destinada a la fabricación, en la que la máquina de tratamiento es, de forma deseable, bien una prensa de moldear, o bien una extrusora.
Durante el funcionamiento del secador de vacío 200, el material granular húmedo que requiere el secado es alimentado inicialmente a través de la válvula 204, bajo la influencia de la gravedad, a la primera cámara 210 de tratamiento de material. Mientras está en la cámara de tratamiento 210, el material de resina granular se calienta, preferentemente mediante flujo de aire caliente a través del mismo, hasta que el material alcance una temperatura a la que el vacío es altamente efectivo para extraer la humedad del material por evaporación.
Una vez que cesa la aplicación de calor, la primera cámara de tratamiento de material se sella entonces preferentemente, de modo que pueda extraerse el vacío en su interior y se acciona la bomba de vacío 208 o estructura equivalente, conectando la válvula 206 o estructura equivalente la bomba de vacío 208 a la primera cámara 210 de tratamiento de material. El vacío se extrae preferentemente durante un tiempo suficiente para eliminar por evaporación la cantidad requerida de humedad del material de resina granular en el interior de la primera cámara 210 de tratamiento de material.
Mientras que se extrae el vacío y se evapora la humedad del material en la cámara de tratamiento 210, la segunda cámara 212 de tratamiento de material ha sido preferentemente llenada de material, y el material de resina granular en el interior de la cámara 212 se calienta a la temperatura requerida para la evaporación por secado de la humedad del mismo.
Una vez completada la operación de evaporación por secado con respecto al material en la cámara 210, y completado el calentamiento con respecto al material en la cámara 212, debido a que este material ha alcanzado la temperatura requerida para la evaporación por secado de la humedad del mismo, la posición de la válvula 206 debe conmutarse de modo que la bomba de vacío 208 extraiga un vacío en el interior de la cámara 212 a través de los conductos 228A y 230. Durante este tiempo, el material secado en el interior de la cámara 210 debe evacuarse a través de las líneas 232 y 234 abriendo la válvula 218, de modo que el material pueda circular hacia abajo al interior del depósito 222 y pueda almacenarse en el mismo, hasta que sea necesario para el tratamiento por la máquina de tratamiento, a la que puede llevarse entonces este material por la línea 236. Una vez que la primera cámara 210 de tratamiento de material está vacía, la cámara 210 puede llenarse de nuevo usando material procedente del suministro 202 mediante posicionamiento adecuado de la válvula 204, con lo que el material puede circular desde el suministro 202 a través de los conductos 224, 226 al interior de la cámara 210, y repetirse el proceso.
Debido a que la evaporación de la humedad en vacío es sensible a la temperatura y aumenta su coeficiente de forma importante con el aumento de la temperatura, poco se gana tratando de aplicar vacío al material granular húmedo antes de que el material se haya elevado a la temperatura apropiada. Como resultado, un sistema de "doble" secador, a saber uno que tiene dos cámaras de tratamiento de material en las que puede calentarse un lote de material, mientras que a un segundo lote de material (que ya se ha calentado a la temperatura deseada) se le extrae el vacío y se elimina la humedad del mismo por evaporación, es probablemente un sistema más eficaz, en términos de cantidad de material secado entregado por unidad de tiempo, que un sistema en el que se extrae vacío del material a medida que se calienta el material.
El secador de vacío 200 ilustrado en la Figura 20 está representado esquemáticamente. La primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material están equipadas de forma deseable con tubos flexibles de admisión y descarga de aire calentado y con tubos flexibles de admisión y descarga de vacío, y medios de sellado al vacío del tipo descrito anteriormente con respecto a la forma de realización referente de la invención.
La válvula 204 funciona como un colector, estando preferentemente conectada a la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento, y aporta, preferentemente de forma seleccionable, material para secar a una de la primera y la segunda cámara de tratamiento. Se desea que la válvula 204 actúe como un colector para proveer material a una seleccionada de la primera y la segunda cámara 210, 212 de la que se ha evacuado más recientemente material secado. Además, se desea que la primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento tenga medios separados para calentar material en cada una de o asociados a estas dos cámaras.
El aparato ilustrado en la Figura 20 puede modificarse para usar sólo una única cámara de tratamiento de material, bien 210, o bien 212. Mientras que esta disposición puede ser menos costosa, también es menos eficaz en la medida en que no puede secarse eficazmente material granular destinado a secarse bajo vacío hasta que se haya completado el calentamiento, como se ha indicado anteriormente.
Una tercera forma de realización de un secador de vacío que pone de manifiesto aspectos de la invención está ilustrada esquemáticamente en la Figura 21, estando el secador de vacío designado generalmente como 300 e incluyendo una cámara de tratamiento de material designada generalmente como 302.
Un contenedor de suministro de material o estructura equivalente está designado generalmente como 304 y sirve como receptáculo de almacenamiento destinado al material granular o en forma de polvo que requiere secado; no es necesario que el contenedor 304 de suministro de material forme parte del secador 300.
La cámara 302 de tratamiento de material o estructura equivalente está preferentemente equipada con una tapa preferentemente de sellado designada generalmente como 306 y posicionada para cerrar un extremo de admisión 326 de la cámara de tratamiento 302 o estructura equivalente. La tapa de sellado 306 es desplazada preferentemente por un cilindro 308 de accionamiento preferentemente neumático, conectado a la tapa de sellado 306 por un brazo pivotante 310 apropiado. Con el accionamiento del cilindro 308, la tapa de sellado 306 se desplaza en posición para sellar el extremo de admisión 326 de la cámara de tratamiento 302.
El material de resina granular o en forma de polvo que requiere secarse es transportado, preferentemente por gravedad, desde el suministro de material 304 o estructura equivalente hasta el extremo de admisión 326 de la cámara de tratamiento 302 o estructura equivalente a través del tubo 328 de transporte de material.
La cámara 302 de tratamiento de material está dividida preferentemente en dos zonas, una zona de calentamiento o estructura equivalente, designada generalmente como 312, y una zona de secado en vacío o estructura equivalente, designada generalmente como 314. Las zonas 312, 314 están separadas preferentemente por una trampilla de sellado o estructura equivalente que está designada como 318, y denominada primera trampilla de sellado en el interior de la cámara 302 preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, cilíndrica de tratamiento de material. La zona de calentamiento 312 está adaptada preferentemente para calentar material granular o en forma de polvo contenido en la misma. Un calentador de resistencia eléctrica se ha designado como 316 y está mostrado esquemáticamente como parte de la zona de calentamiento 312 para indicar la función de calentamiento; el calentamiento también puede ser y es preferentemente proporcionado por aire caliente de la forma descrita generalmente anteriormente con respecto a la forma de realización preferente del secador de vacío.
Una bomba de vacío 322 o estructura equivalente está preferentemente conectada a la zona de secado en vacío 314 de la cámara de tratamiento 302.
El extremo inferior o de salida de la zona de secado en vacío 314 está preferentemente unido por y definido por una segunda trampilla de sellado o estructura equivalente generalmente designada como 320 en los dibujos. La segunda trampilla de sellado 320 conduce preferentemente hasta un conducto 332 de descarga de material secado, que proporciona material granular o en forma de polvo secado a un depósito 324, desde el que puede suministrar ese material a una máquina de moldear o extrusora, según se desee, preferentemente a través de un conducto de salida 334.
Durante la operación de la forma de realización del aparato secador ilustrado en la Figura 21, se hace avanzar preferentemente una primera porción de material granular o en forma de polvo desde un suministro en el contenedor 304 de suministro de material, preferentemente a través del tubo 328 de transporte de entrada de material al interior de la zona de calentamiento 312 de la cámara 302 de tratamiento de material. Una vez en el interior de la zona de calentamiento 312, esta primera porción de material se calienta, preferentemente forzando o lanzando aire caliente a través del material. La temperatura del material se regula preferentemente sustancialmente de la misma forma que se ha descrito anteriormente, a saber comparando la temperatura del aire entrante en el material y la temperatura del aire saliente del material, y, cuando estas temperaturas del aire son iguales, se sabe que el material se ha calentado sustancialmente a la temperatura requerida.
Una vez que se sabe que la primera porción de material calentado está sustancialmente a la temperatura requerida, se hace avanzar esta primera porción de material preferentemente desde la zona de calentamiento 312 a preferentemente la zona de secado en vacío 314, preferentemente abriendo la trampilla de sellado 318 o estructura equivalente, separando la zona de calentamiento 312 de la zona de vacío 314, y permitiendo que el material calentado caiga, debido a la gravedad, desde la zona de calentamiento 312 al interior de la zona de secado en vacío 314.
Una vez que la primera porción de material calentado ha sido evacuada de la zona de calentamiento 312 al interior de la zona de secado en vacío 314, preferentemente puede hacerse avanzar una segunda porción de material secado desde el suministro 304 a través del tubo 328 al interior de la zona de calentamiento 312, con lo que puede comenzar el calentamiento de este lote de material.
Para la primera porción de material que está ahora en la zona de secado en vacío 314, se extrae preferentemente un vacío sobre esta primera porción de material para secar la primera porción de material, mientras que una segunda porción de material, que preferentemente está ahora en la zona de calentamiento 312, se seca preferentemente.
Una vez que se ha completado sustancialmente el secado de la primera porción de material en la zona de secado en vacío 314, la segunda trampilla de sellado 320 o estructura equivalente puede abrirse preferentemente, y puede hacerse avanzar preferentemente la primera porción de material, que ahora está secada al nivel requerido, hacia abajo, preferentemente debido a la fuerza de la gravedad, a través del conducto 332 de descarga de material secado o estructura equivalente, al interior del depósito 324 o estructura equivalente, en el que se almacena preferentemente el material granular secado hasta que sea necesario para la máquina de tratamiento.
Estas etapas de avance de porciones de material granular desde el suministro al interior de la zona de calentamiento, calentamiento de material en la zona de calentamiento mientras que la siguiente porción precedente de material se seca en la zona de secado en vacío, y posterior avance de las dos porciones de material sucesivamente desde la zona de secado al interior del depósito y desde la zona de calentamiento al interior de la zona de secado, pueden repetirse preferentemente hasta un momento tal que la máquina de tratamiento, a la que está conectada o conduce el conducto 334, no necesite material secado adicional.
La práctica convencional en la industria es la de secar, luego mezclar y después tratar material de resina granular usando un secador de desecante, luego un mezclador gravimétrico, y después una máquina de moldear. El secador de la invención facilita la inversión de este procedimiento, a saber permitiendo que el secado se lleve a cabo después de la medición y el mezclado, como está ilustrado en la Figura 25. Esto es ventajoso debido a los problemas asociados a los secadores de desecante, cuando se usan después de la etapa de mezclado, incluyendo la separación de la mezcla resultante en una gran cantidad de material de resina estando ya previamente mezclada que podría no ser utilizable en el caso de tal separación. Esta es la razón por la que se usan convencionalmente secadores de desecante antes de los mezcladores gravimétricos en la industria del moldeado de plástico. Puesto que la invención facilita el secado de material granular después de la medición y la mezcla de tal material, la invención elimina el riesgo implicado en el almacenamiento de material previamente mezclado, a saber la separación de la mezcla que puede volver inutilizable al material. Con el secador de la invención, la remoción de humedad es del orden de 2/10 de 1% del peso del material, así que no existe efecto adverso sobre la mezcla y las proporciones de la mezcla que se han efectuado mediante un mezclador gravimétrico posicionado aguas arriba de un secador según la invención.
Un secador según los aspectos preferentes del aparato de la invención manifiesta uniformemente y sistemáticamente una reducción de seis veces el tiempo de secado sobre el que se experimenta usando secadores convencionales de desecante cuando se seca material de resina plástica granular antes del moldeo o la extrusión. Tales secadores convencionales de desecante dependen enteramente de la ventilación de aire caliente sobre el material plástico y de haber extraído aire caliente secado y absorber la humedad del material plástico de interés.
En los secadores según los aspectos preferentes del aparato de la invención, el vacío extraído durante el proceso de secado es típicamente del orden de desde 2,54 cm (una pulgada) hasta 7,62 cm (tres pulgadas) de mercurio que no llega al vacío absoluto. Por lo tanto, en condiciones estándar, un secador según la invención desarrolla un vacío de desde 68,58 cm (27 pulgadas) hasta 73,66 cm (29 pulgadas) de mercurio en el recipiente metálico de secado en vacío.
Preferentemente, tal secador según la invención suministra aire caliente al material de resina granular en la posición de carga y calentamiento 100 a una temperatura que se eleva a 126,66ºC (260ºF) o incluso hasta 148,88ºC (300ºF).
En una aplicación típica en la que una máquina de moldear puede requerir 45,36 kilos (100 libras) por hora de resina plástica tratada, secada, lista para moldear, tal secador según la invención puede suministrar lo mismo usando un recipiente metálico con capacidad de 15,87 kilos (35 libras), ya que tales recipientes metálicos experimentan un ciclo en 20 minutos en cada una de las tres posiciones. En consecuencia, durante cada hora, pueden suministrarse desde el secador 47,62 kilos (105 libras), listos para ser tratados por la máquina de moldear.
Para una máquina de moldear que funciona con un secador convencional de desecante que suministra el material de resina granular a los mismos 45,36 kilos (100 libras) de capacidad de tratamiento de material por hora, se requeriría un secador de desecante que tenga una capacidad de 181,44 kilos (400 libras) con el fin de proporcionar los 45,36 kilos (100 libras) por hora de material, debido al tiempo de secado con el desecante de cuatro horas. Como resultado, un secador según la invención tal y como descrito anteriormente proporciona recipientes metálicos 12 que son más pequeños, más manejables, ocupan menos espacio y proporcionan generalmente un funcionamiento más eficaz para un moldeador que un secador convencional de desecante.
Un proceso del secador de desecante que requiere 45,36 kilos (100 libras) de capacidad de tratamiento de material por hora requiere un tiempo de espera de cuatro horas, ya que tal secador de desecante requiere típicamente cuatro horas para proporcionar el primer lote de material con una sequedad aceptable. Por el contrario, un secador según el aspecto preferente del aparato de la invención sólo necesita 40 minutos para proporcionar el primer lote de material con una sequedad aceptable para iniciar la operación de moldeado. Una ventaja adicional aportada por tal secador en el aspecto preferente del aparato de la invención se desprende del uso de tres recipientes metálicos separados en las posiciones de calentamiento, secado en vacío y gestión de inventario de material 100, 102, 104. Esto significa que puede introducirse un nuevo color en el procedimiento de secado mientras que el lote final de material de resina plástica con el color precedente se seca y se entrega. Por lo tanto, no existe interrupción del funcionamiento del secador para cambiar colores del material de resina granular que se está secando. Por el contrario, un secador convencional de desecante requeriría cuatro horas de tiempo de inactividad para cambiar el color de la resina plástica granular que se está secando.
Tal secador según la invención hace económico el reciclado de restos de nailon que hasta entonces no ha sido práctico debido al tiempo de secado requerido para tales restos. Cuando el nailon se trata de forma convencional dando como resultado nailon de desecho como subproducto del proceso, en algunos casos se puede tardar tres días, usando procedimientos y equipo conocidos, para secar el nailon de desecho en una medida suficiente para que el nailon pueda ser remolido y tratado de nuevo. Se ha demostrado que un secador según los aspectos preferentes del aparato de la invención trata de forma adecuada el reciclado de nailon en seis horas, ascendiendo al 92% la reducción del tiempo de secado sobre aquellos conocidos hasta entonces. Por lo tanto, un secador según la invención proporciona un suministro continuo de nailon secado que puede tratarse de nuevo por reciclado, que hasta entonces no ha sido práctico debido a la afinidad del nailon por la humedad y la extensión del tiempo que ha ocupado secar reciclado de nailon a un grado suficiente para hacerlo apto para el tratamiento en un modo de reciclado.
Otra ventaja importante de la invención es que el material de resina plástica secado se expone al calor durante un tiempo mucho más corto que con los procedimientos conocidos, reduciendo con ello el riesgo de degradación del plástico debido a la exposición al calor. Muchos materiales para moldear, especialmente materiales para moldear más costosos, son altamente sensibles a la exposición al calor. Estos materiales, denominados comúnmente materiales "de ingeniería", incluyen el nailon, el PET y varios policarbonatos.

Claims (11)

1. Un secador de vacío para material granular o en forma de polvo que incluye:
a. al menos un recipiente metálico móvil en serie entre al menos posiciones de calentamiento de material y de secado en vacío;
b. medios destinados a desplazar dicho recipiente metálico entre al menos dichas posiciones de calentamiento y de secado en vacío;
c. un montaje para conectar un recipiente metálico en la posición de secado en vacío a una fuente de vacío; y caracterizado por:
d. un colector destinado a dirigir aire de forma seleccionable bien a un recipiente metálico en dicha posición de calentamiento, o bien a una sección de dispositivo de entrega de dicho secador para el transporte neumático de material granular secado desde dicho secador hasta un receptáculo para moldeo o extru-
sión.
2. El secador según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo de entrega recibe material granular secado a través de un flujo descendente desde un recipiente metálico.
3. El secador según la reivindicación 2, en el que dicho recipiente metálico que aporta dicho material granular a dicho servicio de entrega se retira de dichas posiciones de calentamiento de material y de secado en vacío.
4. El secador según la reivindicación 1, en el que dichos recipientes metálicos son móviles en serie y secuencialmente entre dichas posiciones de calentamiento y de secado en vacío y una tercera posición de gestión de material.
5. El secador según la reivindicación 4, en el que dichos recipientes metálicos se vacían de material en dicha tercera posición.
6. El secador según la reivindicación 4, en el que dichos recipientes metálicos se drenan de material en dicha tercera posición.
7. El secador según la reivindicación 4, en el que dichos recipientes metálicos se cargan con material en dicha tercera posición.
8. El secador según la reivindicación 6, en el que dichos recipientes metálicos se cargan con material en dicha tercera posición.
9. El secador según la reivindicación 1, en el que dichos recipientes metálicos son cilíndricos.
10. El secador según la reivindicación 9, en el que dichos recipientes metálicos están orientados con sus ejes verticales.
11. El secador según la reivindicación 10, en el que dichos recipientes metálicos se desplazan en torno a un eje vertical común.
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