ES2306955T3 - Alimentador por perdida de peso para mercancias secas y en polvo. - Google Patents

Abstract

Alimentador por pérdida de peso, que comprende una tolva (3) en la que está alojado al menos un tornillo (6) de dispensación de producto, al menos un motor (4) para accionar dicho tornillo o tornillos (6) de dispensación, al menos un conjunto (15) de engranajes que conecta dicho tornillo a dicho motor, medios de acoplamiento para conectar dicho tornillo (6) a dicho conjunto (15) de engranajes que comprende un árbol (14) impulsor y un cojinete (16) para dicho árbol impulsor, en el que dicho conjunto de engranajes está alojado en una caja (5) separada de dicha tolva (3), y un conducto (17) que se extiende desde dicha tolva (3) hacia dicho cojinete (16), dicho cojinete (16) está ubicado fuera de dicho conducto (17), separado de dicha tolva, entre dicha tolva (3) y dicho conjunto de engranajes, caracterizado porque dicho conducto (17) aloja una parte de dicho árbol (14) impulsor en el que dicho tornillo (6) está montado de manera separable, y están previstos medios (16A) de sellado fuera de dicho conducto (17), entre dicho conducto y dicha caja (5) de conjunto de engranajes.

Description

Alimentador por pérdida de peso para mercancías secas y en polvo.

La presente invención se refiere a un alimentador por pérdida de peso para mercancías secas y en polvo, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los alimentadores por pérdida de peso para mercancías secas y en polvo se utilizan en muchas industrias diferentes para dosificar con precisión materias en polvo, en partículas o en gránulos en movimiento. Se prefieren a otras técnicas de pesado continuo tales como alimentadores de cinta transportadora, alimentadores de tornillo, alimentadores de placa vibrante, alimentadores de efecto de Coriolis y otros, debido a que permiten modular tasas de muy pequeña entidad con alta precisión. También ahorran espacio y son fáciles de instalar.

Un alimentador por pérdida de peso forma parte de un conjunto de alimentador por pérdida de peso que consiste en tres elementos básicos: una balanza estática de precisión, el propio alimentador y el instrumento de control electrónico.

El alimentador consiste en una tolva que contiene el material que va a dosificarse, un extractor que consiste normalmente en uno o dos tornillos sin fin, un triturador de grumos que favorece el flujo del material, y uno o dos motores que impulsan tanto los tornillos como el triturador de grumos y que está(n) conectado(s) al instrumento de control electrónico.

Todo el conjunto está soportado por una balanza estática que mide constantemente el peso total del alimentador así como el material contenido en el mismo y envía los datos relativos al instrumento de control electrónico.

Al accionar el motor, el tornillo o tornillos extraen el material de la tolva a una tasa que es proporcional a la velocidad de rotación de los tornillos y depende de los factores geométricos dimensionales del sistema. Modulando adecuadamente la velocidad de rotación de los tornillos se obtiene la tasa deseada, o bien constante o variable.

La tasa se mide mediante el instrumento electrónico, que en intervalos de tiempo preestablecidos mide la reducción en peso del sistema, y calcula la tasa ponderal dividiendo la cantidad de peso perdido por el sistema por el tiempo que ha tardado en perderlo. Sistemas de filtrado electrónico adecuados permiten estabilizar la medición en la presencia de vibraciones, cambios bruscos en el peso, etc.

Los alimentadores por pérdida de peso tales como los descritos anteriormente están en el mercado desde hace años, y se fabrican para diferentes aplicaciones industriales.

La presente invención se refiere a alimentadores para mercancías secas y en particular para mercancías secas en la industria alimentaria.

Los alimentadores del estado de la técnica tienen varios inconvenientes. En particular, en la industria alimentaria es muy importante evitar el estancamiento o infiltración del producto dosificado dentro tanto del alimentador como de las partes mecánicas del mismo y tener la posibilidad de limpiar el alimentador en profundidad.

Con este fin ya se conoce colocar el movimiento cinemático, es decir el conjunto de engranajes, que impulsa la rotación del tornillo y del triturador de grumos dentro de una carcasa exterior (o contenedor) que es independiente de la tolva que contiene el material que va a dosificarse. No obstante, los alimentadores conocidos en la industria de productos alimenticios tienden a contaminarse y deben desmontarse y limpiarse con frecuencia; las interrupciones resultantes en el ciclo de producción aumentan los costes de producción. Otro inconveniente está relacionado con el tratamiento del azúcar y materiales altamente abrasivos similares: en este caso el producto tratado puede desgastar rápidamente los componentes del conjunto de motor y engranaje.

El documento US-A-3.704.076 da a conocer un alimentador para dosificar y cargar productos a modo de pasta que tiene una tolva, un tornillo y un conjunto de engranajes que acciona dicho tornillo, estando separada la caja de engranajes de la tolva. El tornillo está directamente conectado al conjunto de engranajes. El problema tratado en este documento es la limpieza del transportador de tornillo de los materiales a modo de pasta tratados en el mismo. La solución reivindicada es proporcionar un elemento cilíndrico en espiral que se hace girar alrededor del tornillo mientras se hace girar el tornillo, para limpiarlo.

El documento US-A-5110015 da a conocer una disposición de junta para un alimentador de material de mercancía seca extendiendo el tornillo en un conducto que se extiende desde la tolva al conjunto de motor y engranaje: el cojinete está situado dentro de este conducto y soporta un árbol que está acoplado al tornillo mediante un pasador y rebajes de bloqueo con un resorte helicoidal que mantiene el pasador bloqueado en los rebajes. Sin embargo, esta disposición no es eficaz para impedir que el material seco, en polvo alcance el cojinete y los elementos de bloqueo.

De hecho, se hace referencia al documento US-A-5110015 en la patente US-A-5715976 posterior, que da a conocer un conjunto de cojinete de cartucho para un alimentador de material de mercancía seca en el que un conducto se extiende desde la tolva y un conjunto de soporte de cojinete está montado de manera que puede desmontarse en el conducto para soportar un árbol impulsor. Este árbol está acoplado al tornillo por medio de un pasador en el árbol, ranuras de guía y rebajes de bloqueo en el tornillo y un muelle de compresión helicoidal para mantener el pasador bloqueado en los rebajes de bloqueo. El problema que esta patente debe resolver es reducir el tiempo (y el coste) requerido para sustituir el cojinete según el documento US-A-5110015, que se dice que no supera las 200-220 horas, reconociendo por tanto que la disposición de sellado de la patente anterior no es tan eficaz.

Ambas realizaciones anteriormente mencionadas, si se utilizan en la industria alimentaria, requerirán tiempos de limpieza prolongados y, debido a su diseño, podrían dar como resultado la contaminación del producto alimenticio. Además, la vida útil de los cojinetes es demasiado corta.

Por tanto se aprecia la necesidad de un alimentador, particularmente para su uso en la industria alimentaria, en el que no se produzca ninguna infiltración o contaminación del producto en los engranajes y en el que todas las partes puedan limpiarse fácilmente para impedir la formación de residuos de productos perecederos que podrían dar como resultado la formación de gérmenes, y que pueda tratar materiales altamente abrasivos sin tener que sustituir con frecuencia los cojinetes.

El objetivo de esta invención es solucionar los inconvenientes anteriormente mencionados y proporcionar un alimentador con las características requeridas.

Este objetivo se logra mediante la presente invención, que se refiere a un alimentador por pérdida de peso según la reivindicación 1. El alimentador de la invención comprende un alojamiento de tolva, al menos un tornillo de dispensación de producto; al menos un motor para impulsar el dicho tornillo o tornillos de dispensación; al menos un conjunto de engranajes, alojado en un contenedor y que comprende un árbol que conecta dicho tornillo a dicho motor; y medios para acoplar dicho(s) tornillo(s) de dispensación a dicha parte móvil que comprenden un árbol impulsor que va a acoplarse al tornillo de dispensación y un cojinete para dicho árbol. Según la invención la tolva y el contenedor que aloja el conjunto de engranajes, es decir los medios de movimiento cinemático, están separados entre sí, un conducto se extiende desde el cojinete a la tolva, el árbol se extiende fuera del conducto hacia el interior de la caja para el conjunto de engranajes y el cojinete está separado de la tolva y fuera del conducto. Preferiblemente, el cojinete es un cojinete de empuje y está ubicado en la caja de conjunto de engranajes.

Según un aspecto de la invención, están previstos medios de sellado en el extremo del conducto para sellar el árbol fuera de la caja o contenedor de conjunto de engranajes.

Según otro aspecto de la invención, la distancia entre dichos medios de sellado y dicha tolva es superior a la distancia alcanzada por el producto que va a dispensarse debido a su ángulo natural de reposo dentro de dicho conducto.

Según otro aspecto de la invención, el tornillo de dispensación se extiende fuera de dicha tolva, dentro de dicho conducto, en la dirección del cojinete de empuje.

Una característica adicional de la invención es que el árbol impulsor está acoplado axialmente al árbol de sinfín o tornillo por medio de un pasador que se extiende axialmente desde el árbol impulsor y que se aloja en un alojamiento o rebaje correspondiente que se extiende longitudinalmente, es decir axialmente, en el árbol de sinfín o tornillo. No hay resorte u otros medios elásticos para mantener el árbol impulsor conectado al tornillo: una vez que se ha ensamblado, el tornillo se desvía, es decir es empujado, contra el árbol impulsor por la cámara de descarga para permanecer enganchado a dicho árbol.

El alimentador según la invención tiene varias ventajas respecto a la técnica anterior.

Separando las paredes enfrentadas de la tolva que contiene material y de la caja o contenedor que aloja los medios de movimiento cinemático, es decir el conjunto de engranajes, que impulsa el árbol del producto que dispensa el tornillo sinfín y colocando el cojinete de empuje para soportar el tornillo y el árbol impulsor pertinente en el espacio formado de ese modo o, preferiblemente, dentro de la caja de ensamblaje de engranajes, el contacto entre el cojinete (y la junta hermética o junta de estanqueidad relativa) y el producto que debe dispensarse puede reducirse dramáticamente o eliminarse completamente. Reducir sustancialmente o impedir este contacto da como resultado una vida más prolongada del cojinete, particularmente cuando el producto que va a tratarse es abrasivo, tal como el azúcar, y reduce enormemente o incluso impide la posibilidad de una infiltración y estancamiento del producto alrededor y en el propio cojinete.

Además, el alimentador según la invención puede limpiarse fácil y rápidamente; una distancia suficiente permitirá una limpieza muy precisa, tal como a mano, de las paredes enfrentadas tanto de la tolva como de la caja de conjunto de engranajes. Una ventaja adicional para la limpieza es que los medios que acoplan el árbol impulsor al sinfín están separados del cojinete y están ubicados dentro del conducto, mientras que el cojinete está ubicado fuera del conducto: cuando es necesario limpiar, se retiran los sinfines del árbol impulsor retirando la cámara de entrega y soltando el tornillo del árbol impulsor. La zona pertinente puede limpiarse entonces de manera muy eficaz mediante, por ejemplo, chorros a presión de disolución limpiadora y agua; estos chorros presurizados no podían utilizarse en las realizaciones antes comentadas de la técnica anterior debido al riesgo de empujar el material en polvo hacia el interior del cojinete por la presión del chorro.

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La invención se dará a conocer ahora con mayor detalle de manera ilustrativa y no limitativa con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva desde arriba esquemática de un alimentador según la invención;

- la figura 2 es una vista en perspectiva desde abajo esquemática del alimentador de la figura 1;

- la figura 3 es una vista lateral en sección transversal esquemática del alimentador de las figuras anteriores;

- la figura 4 es una vista ampliada de un detalle del alimentador de la figura 3.

- la figura 5 es una vista lateral ampliada, parcialmente en sección, de la realización de la figura 3;

- la figura 6 es una vista desde arriba ampliada del alimentador de la figura 6;

- la figura 7 es una vista en despiece ordenado en perspectiva de medios de sellado del árbol impulsor de los tornillos sinfín.

Con referencia a las figuras anteriores, el alimentador 1 según la invención comprende una base 2 en la que está montada una tolva, o bandeja 3, en la que se vierte el producto que va a dosificarse, y una caja o contenedor 5 que contiene el conjunto de engranajes, es decir el movimiento cinemático, que conecta el motor a los elementos de alimentador impulsados, y al menos un motor 4, montado en voladizo sobre la caja 5. El motor 4 y el conjunto 5 de engranajes son una unidad motor-variador de velocidad-engranaje reductor que impulsa al menos un tornillo sin fin de dispensación de producto, o sinfín 6 y un triturador 7 de grumos. En la realización mostrada hay dos tornillos 6, que están ubicados en la parte inferior de la tolva o bandeja 3 en una zona conformada correspondientemente. Tal como se muestra en la figura 6, los dos sinfines o tornillos están montados paralelos y las roscas o vueltas de hélice de un tornillo están situadas dentro de las vueltas de hélice del otro tornillo, sin tocarse entre sí en ningún momento durante el funcionamiento del alimentador.

La tolva tiene una pared 11 frontal y una pared 12 trasera, es decir una caja 5 de paredes enfrentadas.

Los tornillos 6 se extienden a través de la pared 11 frontal fuera de la tolva 3 hacia el interior de una cámara 8 de descarga o de entrega, preferiblemente conformada como un cilindro. Las partes de los tornillos que sobresalen de la pared 11 frontal de la tolva 3 están alojadas en un conducto 9 doble que conecta la cámara 8 de descarga con la tolva 3; el conducto 9 está soldado con o hecho de otro modo solidario a la cámara 8 en un extremo y está montado sobre la tolva 3 por medio de una brida 10 y pernos y tuercas 10' relativos en el otro extremo, para separarse rápidamente de la tolva cuando tiene que limpiarse el alimentador. Los extremos 6a de los tornillos 6 están alojados de manera giratoria en rebajes 19 correspondientes formados en el lado frontal de la cámara 8 de descarga.

La tolva 6 comprende una brida 20 periférica superior para soportar de manera separable una tolva 20A adicional formada por cuatro paredes que se montan sobre la tolva 3 de dispensación para alimentar el producto a la tolva 3 de dispensación. La tolva 20A adicional se muestra con líneas discontinuas en la figura 1. El interior de la tolva 3 está al alcance para su inspección y limpieza a través de una escotilla 18 situada en la pared 11 frontal.

En el lado opuesto a la pared 11 frontal de la tolva 3, el tornillo 6 se extiende a través de la pared 12 trasera hacia el interior de un conducto 17. El conducto 17 discurre desde el cojinete y grupo 16, 16A de sellado de cojinete hasta la pared 12 de la tolva 3 y aloja un extremo del tornillo 6 de dispensación y una parte de los medios 14 que acoplan el sinfín o tornillo 6 de alimentación al conjunto 15 de engranajes. El sinfín 6 se engancha a medios 14, es decir un árbol impulsor, que lo enganchan al conjunto de engranajes, o medios 15 de movimiento cinemático, previstos dentro de la caja 4, comprendiendo los medios 14 un cojinete 16 de empuje con medios 16A de sellado relativos.

Según la presente invención, la caja o contenedor 5 y la tolva 3 están separados entre sí una distancia suficiente para que el cojinete de empuje, que incluye los medios de sellado, se coloque entre los mismos, estando este cojinete también separado de la pared 12 trasera de la tolva y fuera del conducto 17. En particular, la distancia entre el cojinete 16 y la pared 12, es decir la longitud del conducto 17 es tal que reduce o impide el contacto entre el cojinete y el producto que va a dispensarse. Preferiblemente, tal como se muestra mejor en la figura 4, el cojinete 16 está ubicado dentro de la caja 5 y los medios 16A de sellado están ubicados entre la caja 5 y el conducto 17, fuera de dicho conducto. En otras palabras, el cojinete y los medios de sellado para el árbol impulsor pueden estar ubicados ambos entre la caja 5 y el conducto 17 o, preferiblemente, el cojinete 16 está ubicado dentro de la caja 5 y los medios 16A de sellado están ubicados fuera del conducto 17, entre el conducto 17 y la caja 5.

El diámetro del conducto 17 es el más pequeño posible compatible con la dimensión de lo que esté alojado en dicho conducto, en otras palabras un extremo del tornillo 6 de dispensación y una parte de los medios 14 de árbol impulsor que conectan el tornillo al conjunto 15 de engranajes. En la realización preferida mostrada en la figura 4 y en la figura 5 el tornillo se extiende más allá de la pared 12, fuera de la tolva, hacia el interior del conducto 17, para obtener una acción de expulsión (por medio de las roscas del tornillo) del producto que penetra en el conducto
17.

Preferiblemente, la distancia entre los medios 16A de sellado de cojinete y el extremo 17 de conducto, es decir la tolva 3, es superior a la distancia que alcanza dicho producto dentro del conducto 17 debido a su ángulo natural de reposo. En la figura 4 el ángulo natural de reposo adoptado por el producto dentro del conducto 17 se muestra con la línea "L": como puede verse, incluso en reposo, es decir con el tornillo detenido, el producto no entra en contacto con los medios 16A de sellado. La longitud del conducto 17 se establece en general para que sea superior a la distancia máxima que puede alcanzar cualquier producto dentro del propio conducto, teniendo en cuenta para qué producto se usará el alimentador.

Así, el conducto 17 junto con su longitud, en otras palabras, junto con la parte que separa los medios 16A de sellado de la tolva 3, forman medios de sellado adicionales que impiden que el producto entre en contacto con el cojinete 16.

En la figura 4 también se muestra el modo preferido de acoplar el árbol 14 impulsor al sinfín 6. Este se obtiene por medio de un pasador 14A que sobresale axialmente, es decir longitudinalmente, desde el extremo del árbol 14 impulsor hacia el interior de un rebaje correspondiente que se extiende axialmente hacia el cuerpo del tornillo para proporcionar un alojamiento dentro del sinfín, o tornillo 6 de alimentación. El acoplamiento así alcanzado es un acoplamiento axial, sin resorte o medio elástico alguno y está basado en el hecho de que el pasador 14A transmitirá el par al sinfín 6. Para impedir que el sinfín 6 se separe del árbol 14, el sinfín se mantiene en su sitio contra el árbol 14 impulsor por la acción de la cámara 8 de descarga dada a conocer anteriormente, que aloja de manera giratoria el otro extremo del sinfín 6 en los rebajes 19. En otras palabras, la longitud del sinfín 6 es tal que cuando el sinfín está montado está ajustado sobre el árbol 14 impulsor, posiblemente ligeramente empujado contra el mismo.

La figura 7 muestra una realización de medios 16A de sellado. Estos medios comprenden un cuerpo 21 de caja principal que tiene dos orificios 25 para los dos árboles de sinfines, dos placas 22 y cuatro anillos o juntas 23 de estanqueidad para sellar los orificios 25, y una junta 24 de estanqueidad para sellar la caja 21 contra la pared 17A que cierra el conducto 17. Está previsto al menos un conducto 26 dentro de la caja 21 para conectar las paredes de los orificios 25 con el exterior (véase también la figura 4) para alimentar un fluido a presión, por ejemplo, aire a presión, a los orificios y mejorar el efecto de sellado global de los medios 16A de sellado. En otras palabras, se obtiene una junta neumática, en la que el flujo de aire a presión contribuye al sellado del árbol 14.

De este modo es posible aumentar drásticamente la vida útil del cojinete 16 de empuje; la duración de hecho se extiende desde las 220 horas de los documentos citados de la técnica anterior hasta aproximadamente 6.000 horas. Esto es posible gracias a la disposición del cojinete fuera del conducto y preferiblemente dentro de la caja 5 de conjunto de engranajes, con medios de sellado ubicados entre el extremo del conducto y la caja.

El alimentador según la presente invención puede limpiarse de una manera muy sencilla y fácil.

Cuando sea necesario, las tuercas 10' pueden desenroscarse y los conductos 9 retirarse, junto con la cámara 8 de descarga y los sinfines o tornillos 6, de la tolva 3. Más particularmente, los tornillos 6 se retiran de los árboles 14 correspondientes simplemente soltándolos del pasador 14A. De hecho, al contrario de las realizaciones de la técnica anterior conocidas, los tornillos pueden separarse y pueden retirarse del lado frontal mientras que el cojinete 16 para los tornillos y el árbol impulsor están fijos. Los tornillos se retiran entonces de los conductos 9 y el alimentador puede limpiarse y desinfectarse en profundidad por fuera y por dentro, por ejemplo con chorros a presión, de una manera muy rápida y eficaz.

En cuanto al exterior, la distancia entre la pared 12 de la tolva 3 y la pared 13 de la carcasa 5 es preferiblemente suficiente para poder realizar también una limpieza manual de las paredes.

Claims (9)

1. Alimentador por pérdida de peso, que comprende una tolva (3) en la que está alojado al menos un tornillo (6) de dispensación de producto, al menos un motor (4) para accionar dicho tornillo o tornillos (6) de dispensación, al menos un conjunto (15) de engranajes que conecta dicho tornillo a dicho motor, medios de acoplamiento para conectar dicho tornillo (6) a dicho conjunto (15) de engranajes que comprende un árbol (14) impulsor y un cojinete (16) para dicho árbol impulsor, en el que dicho conjunto de engranajes está alojado en una caja (5) separada de dicha tolva (3), y un conducto (17) que se extiende desde dicha tolva (3) hacia dicho cojinete (16), dicho cojinete (16) está ubicado fuera de dicho conducto (17), separado de dicha tolva, entre dicha tolva (3) y dicho conjunto de engranajes,

caracterizado porque dicho conducto (17) aloja una parte de dicho árbol (14) impulsor en el que dicho tornillo (6) está montado de manera separable, y están previstos medios (16A) de sellado fuera de dicho conducto (17), entre dicho conducto y dicha caja (5) de conjunto de engranajes.

2. Alimentador según la reivindicación 1, en el que dicho cojinete (16) está ubicado dentro de dicha caja (5) de conjunto de engranajes.

3. Alimentador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la distancia entre dicho cojinete (16) y dicha tolva (3) es superior a la distancia alcanzada por dicho producto debido a su ángulo (L) natural de reposo dentro de dicho conducto (17).

4. Alimentador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho tornillo (6) de dispensación se extiende fuera de dicha tolva (3), dentro de dicho conducto (17), en la dirección de dicho cojinete (16).

5. Alimentador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la distancia entre dicha tolva (3) y dicha caja de conjunto de engranajes es suficiente para permitir la limpieza manual del mismo.

6. Alimentador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho tornillo (6) de dispensación se extiende fuera de dicha tolva (3) hasta una cámara (8) de descarga y en el que dicha tolva (3) y dicha cámara (8) de descarga están conectadas mediante un conducto (9) de alojamiento del tornillo de dispensación, estando dicho conducto (9) de alojamiento montado (10, 10') de manera separable sobre dicha tolva (3).

7. Alimentador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho árbol impulsor está dotado de un pasador que se extiende axialmente desde dicho árbol impulsor y dicho tornillo está dotado de un rebaje que se extiende axialmente para que dicho pasador (14A) acople axialmente dicho tornillo a dicho árbol (14) impulsor.

8. Alimentador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios (16A) de sellado para dicho árbol impulsor comprenden medios (26) para alimentar aire a presión a una zona alrededor de dicho árbol (14) impulsor.

9. Alimentador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que están previstos dos tornillos paralelos, estando situados los filetes de rosca de un tornillo entre los filetes de rosca del otro del otro tornillo.