ES2251235T3 - Control de la dosificacion basado en un esquema de medicion de perdida en peso. - Google Patents

Abstract

Un método para la dosificación de material particulado en una manera continua; en el citado método, el control del flujo de alimentación del material se logra mediante una medición de pérdida en peso gravimétrica de la velocidad de alimentación y la velocidad de alimentación continua se mantiene a través de caudales de recarga alternados, realizados bajo una medición gravimétrica del flujo del material, caracterizado porque las fases de recarga y de alimentación cuentan con unos subsistemas para medir pesos que operan independientemente el uno del otro, porque el caudal del material que pasa a través de las fases de recarga y de alimentación se someten a una medición de peso de tiempo real, mediante uno de los citados subsistemas como mínimo, y porque el control de la velocidad de alimentación se logra sobre la base de la función de suma de la señal de pérdida en peso de recarga y la señal de pérdida en peso de la alimentación.

Description

Control de la dosificación basado en un esquema de medición de pérdida en peso.

La presente invención se relaciona con un método para la dosificación de una materia particulada fina, de un modo continuo, por ejemplo, a diferentes clases de procesos de fabricación. En el contexto de la invención, la expresión materia particulada se emplea en líneas generales con referencia a cualquier material particulado a granel. En una gran cantidad de aplicaciones, el material se encuentra en forma de gránulos o en polvo, por lo que sus cualidades de circulación pueden mejorarse a través de la fluidización, que se implementa insuflando aire en el material.

Se utiliza un sistema que se basa en la denominada técnica de pesaje gravimétrico de la pérdida en peso para el control de la dosificación.

El uso de la dosificación con pérdida en peso para el propósito que se mencionara con anterioridad es conocido en la técnica, por diversas aplicaciones. El sistema de control se implementa usando un equipo en el cual una parte esencial está formada por medios para el almacenamiento del material, suspendidos en unos transductores para medidas de pesos que comprenden lo que se denomina recipiente o recipientes para pesaje, cuyo peso puede medirse en cualquier instante que se desee. El caudal de material se hace pasar desde el citado recipiente hacia un dosificador, construido para que coopere íntimamente con dicho receptáculo y que tiene su operación controlada mediante una señal de medición obtenida de la información de la pérdida en peso de dicho recipiente para pesaje.

Aquí se presenta un problema, que surge del relleno del recipiente para pesaje. La operación continua del sistema presume que el relleno debe llevarse a cabo en forma simultánea con la descarga de los contenidos del recipiente de pesaje para la dosificación, lo cual perturba el control del dosificador. En consecuencia, resulta conveniente que la fase de relleno sea instantánea al máximo y, durante este tiempo de incertidumbre en el peso, se intenta que el sistema de control se realice bajo distintas clases de algoritmos, empíricos o de computación. Sin embargo, dicho período inevitable de incertidumbre en el control del peso continúa siendo un problema persistente.

Se han propuesto varias soluciones a este inconveniente; una de ellas es la que se describe en la solicitud de patente alemana publicada con el No. 37 42 229. El montaje que se presenta en la misma se basa en un tipo de dosificador de pérdida en peso, en el cual el caudal del material que se dirige hacia el dosificador se hace pasar a través de dos recipientes para pesaje conectados en serie. La balanza del primer recipiente para pesaje en la conexión en serie se adapta para que monitoree los cambios de peso operados sólo en este recipiente, mientras que la balanza que se encuentra en el último recipiente monitorea los cambios de peso producidos en todo el sistema. Como norma, la señal de peso de la balanza del último recipiente como tal, se emplea en el control del dosificador, salvo en aquellas situaciones en las que el primer recipiente se esté rellenando. En esta situación, la señal de control se condiciona restando la señal de peso de la primera balanza de la señal de peso de la última balanza. A simple vista, la operativa del sistema parece no presentar inconvenientes, a pesar de sus métodos simplificadores, que inevitablemente degradan la precisión del control. Una simplificación esencial allí reside en que, durante la transferencia de recarga del material desde el primer recipiente para pesaje al segundo, la cantidad de material que cae entre los recipientes sólo puede conocerse a través de una computadora y no queda bajo el control de ninguna de las dos balanzas, lo cual da lugar a un factor de incertidumbre en el sistema de control.

También se conoce en el arte una instalación en la cual dos dosificadores, con un sistema de control de pérdida en peso, están conectados en paralelo. En esta configuración los dosificadores con pérdida en peso se rellenan en forma alternada. El suministro del material se realiza usando el dosificador que no está en su fase de relleno. Un montaje de control que se sustenta en el principio antes descripto se revela, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos No. 4.579.252. Si bien este montaje ofrece una precisión razonable del control de peso, la precisión total se degrada por los errores de pesaje durante las fases de inicio del dosificador. Los costos del equipo del sistema son elevados.

De acuerdo con la presente invención, en la clase de método de control del dosificador con operación continua que se ha descripto con anterioridad, en el cual el control del caudal del material se logra mediante una medición gravimétrica de pérdida en peso de la velocidad de alimentación y la velocidad de alimentación continua se mantiene por medio de flujos de recarga alternados, que se realizan bajo una medición del caudal del material gravimétrica, la precisión del control se ha mejorado en virtud de: proveer a las fases de recarga y de alimentación de unos subsistemas de medición de peso que operan en forma independiente el uno del otro; someter el caudal del material que pasa a través de las fases de recarga y alimentación a la medición de peso de tiempo real, al menos por uno de los citados subsistemas; y llevando a cabo el control de la velocidad de alimentación, sobre la base de la función de suma de la señal de pérdida en peso de la recarga y la señal de pérdida de peso de la alimentación.

Ventajosamente, la continuación de tiempo real del flujo del material, ya sea durante la fase de recarga o la fase de alimentación efectuadas bajo el control del peso, se logra haciendo que el flujo de material entre la unidad de recarga y la unidad de alimentación tenga lugar como un flujo tapón gravitacional, en el que el material se hace pasar como un flujo continuo desde la unidad de recarga hacia la unidad de alimentación.

En forma adicional y beneficiosa, la continuidad de la dosificación se asegura realizando la recarga de la unidad de alimentación de una manera alternada, usando más de dos caudales de recarga inter-recipiente que operan en paralelo.

En cuanto se expone a continuación, la invención se describirá en mayor detalle con referencia a la ilustración adjunta, en la cual se muestra esquemáticamente una forma de realización de un aparato adecuado para implementar la invención.

El aparato comprende, en primer lugar, dos recipientes de recarga 1 y 2, cada uno de los cuales está conectado a su propio equipo de pesaje independiente. En el siguiente texto, los recipientes reciben la denominación de recipientes de recarga para pesaje. El material a alimentar se hace pasar al interior de estos recipientes de recarga, mediante los tubos 3 y 4, equipados con unas válvulas de cierre 9 y 10 del tipo apropiado. Los recipientes de recarga para pesaje 1 y 2 están provistos de unos picos para tolvas 5 y 6, para transferir el material a alimentar hacia un recipiente de alimentación para pesaje 7, el cual comprende un recipiente y un sistema de pesaje. El dosificador 8 se comunica de un modo fijo con el recipiente de alimentación para pesaje y opera bajo el control del sistema de pesaje del mismo.

Los picos 5 y 6 están conectados corriente abajo, por medio de un conector flexible, a los efectos de asegurar la función independiente de los recipientes para pesaje 1 y 7 respectivamente conectados en serie, 2 y 7 respectivamente. En el diseño y dimensionamiento de los picos, debe tomarse en cuenta que una operación sin perturbaciones del sistema requiere un flujo tapón continuo, de manera tal que los niveles de material en el recipiente de alimentación para pesaje 7 y los recipientes de recarga para pesaje 1, 2 respectivamente conectados a los mismos mediante dicho flujo tapón continuo, puedan considerarse como poseedores de un contenido de material contiguo.

Los picos 5 y 6 están dotados, de una manera similar, de unas válvulas de cierre 11 y 12 del tipo apropiado.

El recipiente de alimentación para pesaje 7 se fija al dosificador 8 que, en la forma de realización ilustrada, se implementa mediante el uso de un dosificador sin fin. La maquinaria de impulsión 13 del dosificador cuenta con un control adecuado, que permite el ajuste de la velocidad de rotación del tornillo del dosificador, a fin de alcanzar la velocidad de alimentación apropiada. De acuerdo con la invención, la señal de control de la velocidad de alimentación se obtiene a partir de la función de suma de la señal de pérdida en peso del receptáculo de alimentación para pesaje y la señal de pérdida en peso del receptáculo de recarga de pesaje 1 o 2, que se comunica en forma concurrente con el mismo.

La medición de la pérdida en peso de los recipientes de recarga para pesaje 1 y 2 se emplea para controlar la velocidad de alimentación sólo cuando el recipiente de recarga real tiene una conexión de flujo libre con el recipiente de alimentación para pesaje 7 y, respectivamente, la medición de pérdida en peso de un recipiente de recarga para pesaje debe estar incluida en la función de control durante los instantes en los que dicho recipiente de recarga se encuentra en una conexión de libre flujo con el recipiente de alimentación para pesaje. Aquí, deben tomarse las medidas para asegurar que la conexión de flujos con l recipiente de alimentación para pesaje esté interrumpida para el recipiente de recarga para pesaje que se está rellenando.

En la implementación de la invención, el dosificador que se describe en la presente puede reemplazarse con un tipo dosificador equivalente y controlable, como por ejemplo, una cinta alimentadora, un dosificador compartimentado, un dosificador en placas, un dosificador vibratorio, etc.

La forma de realización de la invención se opera comenzando a partir de la siguiente situación inicial. El dosificador 8 se detiene y el material a alimentar se hace circular, por ejemplo, a través del pico de relleno 3, hacia el recipiente de recarga para pesaje 1. La válvula de descarga 11 del recipiente de recarga para pesaje 1 está abierta, permitiendo así que el material fluya hacia el recipiente de alimentación para pesaje 7, a fin de llenar el mismo. Cuando el recipiente de recarga para pesaje 1 está lleno de material, el flujo de relleno hacia el receptáculo se interrumpe. Durante esta fase de relleno del recipiente de recarga 1, la válvula de descarga 12 del recipiente de recarga para pesaje 2 se mantiene cerrada. Después de estos pasos iniciales, el sistema está listo para usar. Luego, el dosificador 8 se inicia y su operación se controla por la función de suma de las señales de pérdida en peso obtenidas de los recipientes 1 y 7 conectados a sus respectivos sistemas de pesaje. Como una función suplementaria, se lleva a cabo el llenado del recipiente de recarga para pesaje 2.

Una vez que el recipiente de recarga para pesaje 1 está vacío o casi vacío por completo, la válvula de descarga 11 del mismo se cierra y, respectivamente, la válvula de descarga 12 del segundo receptáculo de recarga para pesaje 2 se abre. En forma simultánea con la conmutación de las válvulas de descarga a sus estados abierto/cerrado, la señal de entrada de la medición de pérdida en peso hacia el sistema de control de la alimentación se transfiere, desde el recipiente de recarga para pesaje 1 hasta el recipiente de recarga para pesaje 2, por lo cual también el control del dosificador 8 se continúa sobre la base de la función de suma de las señales de pérdida en peso de los recipientes 2 y 7. Inmediatamente después que la válvula de descarga 12 del recipiente de recarga para pesaje 1 se cierra, puede iniciarse el siguiente relleno al recipiente de recarga para pesaje 1.

La instalación que se mencionara con anterioridad posibilita la eliminación del período de incertidumbre del control del peso casi por completo, siempre que el material que se está transfiriendo como un flujo tapón desde los recipientes de recarga para pesaje 1 y 2, respectivamente, hacia los recipientes de alimentación para pesaje 7, se encuentre, durante toda la fase de transferencia del material, bajo el control de la balanza del recipiente para la recarga de pesaje 1 (o 2, respectivamente) y del recipiente de alimentación para pesaje 7 y que prácticamente, el material del caudal no caiga suelto. El único momento en que puede producirse un flujo del material levemente descontrolado es el lapso en el que se realiza el traspaso del flujo de material de recarga desde el recipiente 1 hacia el recipiente 2 y viceversa. Con un montaje de equipo adecuado, también este período incierto del control del peso puede reducirse a un factor insignificante. El montaje de control revelado presume que el receptáculo de alimentación para pesaje 7 se mantiene constantemente lleno. El nuevo montaje también reduce el riesgo de un flujo de derivación descontrolado, a través del dosificador 8 y disminuye el efecto de las variaciones de calidad en el material que se está suministrando sobre la precisión del control.

Claims (3)

1. Un método para la dosificación de material particulado en una manera continua; en el citado método, el control del flujo de alimentación del material se logra mediante una medición de pérdida en peso gravimétrica de la velocidad de alimentación y la velocidad de alimentación continua se mantiene a través de caudales de recarga alternados, realizados bajo una medición gravimétrica del flujo del material, caracterizado porque las fases de recarga y de alimentación cuentan con unos subsistemas para medir pesos que operan independientemente el uno del otro, porque el caudal del material que pasa a través de las fases de recarga y de alimentación se someten a una medición de peso de tiempo real, mediante uno de los citados subsistemas como mínimo, y porque el control de la velocidad de alimentación se logra sobre la base de la función de suma de la señal de pérdida en peso de recarga y la señal de pérdida en peso de la alimentación.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el caudal de material entre las fases de recarga y de alimentación se mantiene como un flujo tapón gravitacional.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la recarga de la unidad de alimentación se lleva a cabo de una manera alternada, usando más de dos flujos de recarga.