ES2884264T3 - Tolva de polvo para polvos difíciles de fluir para su uso en pulverización térmica y procedimiento para fabricación y uso de la misma - Google Patents

Abstract

Un conjunto de vibrador para un conjunto de tolva (H), que comprende: un miembro en general cónico (451) adaptado para montarse dentro de una tolva (1, 101, 201, 301, 401); y al menos una parte de conexión conecta una parte inferior del miembro en general cónico (451) a una fuente de vibración y define un paso de flujo; caracterizado por que el conjunto vibrador comprende al menos una superficie de sellado superior dispuesta en una parte superior del miembro en general cónico (451) y que está dimensionada y configurada para enganche de sellado con una superficie interior de la tolva (1, 101, 201, 301, 401).

Description

DESCRIPCIÓN

Tolva de polvo para polvos difíciles de fluir para su uso en pulverización térmica y procedimiento para fabricación y uso de la misma

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, dos tipos distintivos de alimentadores de polvo dominan un mercado de equipos para operaciones de pulverización térmica o termal. Uno es un alimentador de disco rotatorio y el otro un llamado "alimentador de peso perdido".

Los alimentadores de disco rotatorio se consideran un tipo casi volumétrico de dispositivos de alimentación en polvo. Sin embargo, su rendimiento depende en gran medida de la calidad del polvo que llena una ranura de dosificación. Dependiendo de la forma de las partículas y el tamaño de los polvos, algunos materiales de alimentación exhiben una alta propensión a formar puentes y aglutinarse durante el llenado de las ranuras. Una descripción relevante del fenómeno del aglutinamiento se describe en el artículo de T.V. Nguyen titulado Funnel Flow in Hoppers, Journal of Applied Mechanics, diciembre de 1980, vol. 47, páginas 729-745. Por el contrario, otros materiales de alimentación fluyen con mayor libertad y rapidez. Se han desarrollado una multitud de geometrías de ranuras y las correspondientes zapatas esparcidoras y de recogida para proporcionar un rendimiento adecuado para una variedad de materiales difíciles de alimentar.

Además, se han empleado tolvas con agitadores incorporados accionados mecánicamente para asegurar que el polvo difícil de alimentar llene la ranura de medición sin grandes huecos o sobrecompresión. Sin embargo, estos tipos de tolvas suelen ser geométricamente complicados y costosos de construir. Además, típicamente requieren un mantenimiento que requiere mucho tiempo, especialmente durante el cambio de un polvo de alimentación a otro.

Las tolvas conocidas también tienen dificultades con respecto a cómo evitar que las partículas de material de gran tamaño (alimentación en polvo aglomerada o contaminada durante una manipulación inadecuada) entren en la línea de alimentación.

En contraste, un "alimentador de peso perdido" es un tipo de alimentador fluidizado que puede emplear un vibrador montado externamente que se usa para mantener el polvo en un estado de flujo libre suelto y permeable al paso de un gas fluidizante. El vibrador sacude toda la tolva que está montada de forma flexible en un sensor de peso. Una señal de salida del sensor de peso se analiza constantemente y luego la velocidad de cambio se calcula mediante circuitos de control. Este dispositivo también puede utilizar una pantalla visual. Sin embargo, esta disposición tiene deficiencias; el retraso de tiempo es significativo y es rehén de una precisión deseada. Una disminución en el componente vibratorio de una fuerza total que actúa sobre el sensor de peso permite reducir el retardo de tiempo y mejora la precisión de la tasa calculada de cambio de peso.

Los conjuntos de tolva con dispositivos de descarga ya se conocen a partir de los documentos US 2014/116837 A1, DE 3029501 A1, DE 8904538 U1 y WO 00/17070 A1. Los documentos US 2014/116837 A1, DE 3029501 A1, DE 89 04538 U1 y WO 00/17070 A1 divulgan los conjuntos de tolva en la solicitud de silos para cereales.

Lo que se desea es una mejora en la uniformidad del alimentador proporcionando un llenado constantemente uniforme del dispositivo dosificador para una variedad de materiales difíciles de alimentar. También sería beneficioso mejorar la exactitud y precisión de los controles, así como también simplificar la construcción de la tolva, que sería menos costosa de fabricar y mantener. Una mejora adicional proporcionaría una protección más eficaz contra partículas de gran tamaño u objetos extraños que se introduzcan en la línea de alimentación. Otro beneficio más sería reducir el tiempo necesario para realizar el desmontaje, la limpieza y el reensamblaje de la tolva que típicamente se requieren entre cambios de material de alimentación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Se cree que los modos de realización de la presente invención proporcionan varias mejoras en la uniformidad de alimentación al proporcionar varias configuraciones de tolva que aseguran un llenado más uniforme y uniforme del dispositivo dosificador para una variedad de materiales difíciles de alimentar y materiales no tan difíciles de alimentar. También se cree que uno, más o todos estos modos de realización mejoran la precisión y añaden precisión al control y, además, ofrecen una construcción de tolva más simplificada, que es menos costosa de fabricar y mantener. Además, los modos de realización descritos proporcionan una protección más eficaz contra partículas de gran tamaño u objetos extraños que entran en la línea de alimentación y afectan negativamente a la alimentación de material en comparación con las configuraciones de tolva convencionales. Estos modos de realización también reducen el tiempo necesario para realizar el desmontaje, la limpieza y el reensamblaje de la tolva que típicamente se requieren entre cambios de material de alimentación.

De acuerdo con un modo de realización no limitativo de la invención, se proporciona un conjunto de tolva que comprende una tolva configurada para contener un material de alimentación, un dispositivo que imparte vibraciones dispuesto dentro de la tolva y una fuente de vibración acoplada al dispositivo que imparte vibraciones.

En los modos de realización, el material de alimentación es un polvo de pulverización térmica.

En modos de realización, el conjunto de tolva está acoplado a un dispositivo alimentador.

En modos de realización, el dispositivo alimentador es un alimentador de disco giratorio.

En modos de realización, el dispositivo alimentador es un alimentador de peso perdido.

En modos de realización, el conjunto de tolva está acoplado a un dispositivo alimentador mediante un adaptador. En modos de realización, un extremo de descarga cónico inferior del conjunto de tolva está acoplado a un dispositivo alimentador mediante un adaptador.

En modos de realización, la fuente de vibración es un actuador neumático.

En modos de realización, la fuente de vibración es un actuador eléctrico.

En modos de realización, la fuente de vibración es un actuador que genera vibraciones en un rango de aproximadamente 2000 (2K) a 20 000 (20K) vibraciones por minuto.

En modos de realización, la fuente de vibración está dispuesta en un área de una abertura de descarga de la tolva. En modos de realización, el dispositivo que imparte vibraciones está dispuesto en un área de una abertura de descarga de la tolva.

En modos de realización, el dispositivo que imparte vibraciones es un manguito de forma cónica.

En modos de realización, el dispositivo que imparte vibraciones es una funda de tamiz de alimentación.

En modos de realización, la fuente de vibración está alineada axial y/o radialmente con un eje central de la tolva. En modos de realización, la fuente de vibración está dispuesta dentro de la tolva.

En modos de realización, la fuente de vibración está dispuesta fuera de la tolva.

En modos de realización, el dispositivo que imparte vibraciones comprende una pluralidad de varillas orientadas en general paralelas a un eje central de la tolva y acopladas a un soporte vibratorio.

En modos de realización, el dispositivo que imparte vibraciones comprende una pluralidad de varillas en general igualmente espaciadas orientadas en general hacia abajo y que tienen extremos superiores acoplados a un eje a través de un anillo de soporte.

En modos de realización, el dispositivo que imparte vibraciones comprende un miembro que tiene radios orientados radialmente.

En modos de realización, el dispositivo que imparte vibraciones está montado en un adaptador configurado para acoplar la tolva a un dispositivo alimentador.

De acuerdo con un modo de realización no limitativo de la invención, se proporciona un conjunto de tolva para alimentación en polvo, que comprende una tolva configurada para contener un material de alimentación y que tiene una sección de descarga inferior, un dispositivo que imparte vibraciones dispuesto dentro de la tolva, un adaptador configurado para acoplar el extremo de descarga inferior de la tolva a un dispositivo alimentador y una fuente de vibración acoplada o extraíble con uno de los adaptadores y una tapa de la tolva.

De acuerdo con un modo de realización no limitativo de la invención, se proporciona un conjunto de tolva para alimentación en polvo de pulverización térmica, en el que el conjunto de tolva comprende una tolva configurada para contener un material de alimentación y que tiene una sección inferior cónica, un dispositivo que imparte vibraciones dispuesto en el interior de la tolva, un adaptador configurado para acoplar un extremo de descarga de la tolva a un dispositivo alimentador y una fuente de vibración. La fuente de vibración está acoplada o extraíble con el adaptador y/o el dispositivo que imparte vibraciones está acoplado o extraíble con el adaptador.

En modos de realización, se proporciona un procedimiento para alimentar material de alimentación en polvo a un dispositivo alimentador a través del conjunto de tolva de cualquiera de los tipos descritos anteriormente, en el que el procedimiento comprende accionar la fuente de vibración para hacer que el dispositivo que imparte vibraciones vibre e imparta vibración al material de alimentación en polvo dispuesto dentro de la tolva.

En modos de realización, la tolva descrita en el presente documento se puede utilizar tanto en alimentadores fluídicos de disco giratorio como en alimentadores fluídicos de "peso perdido". Esto puede ser especialmente ventajoso cuando el fondo de la tolva tiene un collar interno accionado por un actuador vibratorio. El collar está montado en la proximidad de la garganta de descarga de la tolva adyacente a un dispositivo de medición. El collar se asemeja a un embudo abierto hacia el interior de la tolva. Esta estructura en forma de embudo puede contener un tamiz de seguridad para proteger el dispositivo de medición de objetos extraños de gran tamaño. Se pueden utilizar anillos aislantes flexibles o diafragma anular para permitir que el collar oscile principalmente a lo largo del eje central de la tolva principal. Se puede utilizar ventajosamente una estructura esquelética o en forma de árbol que se puede montar rápidamente dentro y fuera de un actuador vibratorio ubicado dentro de un espacio interno de la tolva para esparcir las vibraciones a través del polvo. El collar y la estructura combinada pueden ser accionados o tener una fuente de vibración incorporada aplicada por conexiones eléctricas, neumáticas, mecánicas u otras fuentes de energía conocidas. Esto puede ocurrir incluso a través de la pared de la tolva. En funcionamiento, la tolva puede permanecer principalmente estacionaria mientras se utiliza la vibración del collar para transferir la vibración al material de alimentación contenido dentro de la tolva. Se hace que la alimentación se afloje por efecto de la vibro-fluidización y puede llenar el dispositivo de medición de manera consistente sin formación de puentes ni aglutinamiento. Cuando se utiliza con un "alimentador de peso perdido", el uso de una estructura de oscilación interna puede reducir drásticamente las fuerzas vibratorias externas que actúan sobre un sensor de peso. De esta manera, pueden resultar o determinarse velocidades de alimentación calculadas más rápidas y precisas.

Se pueden determinar otros modos de realización y ventajas a modo de ejemplo de la presente invención revisando la presente divulgación y los dibujos adjuntos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La presente invención se describe con más detalle en la descripción detallada que sigue, en referencia a los dibujos indicados a modo de ejemplo de modo de realización no limitativo de la presente invención, y en los que:

la fig. 1 es un primer modo de realización no limitativo de un conjunto de tolva de acuerdo con la invención. En este modo de realización, la sección inferior se muestra en sección transversal y está configurada para su instalación en un alimentador de disco giratorio;

la fig. 2 muestra una vista ampliada de la sección inferior mostrada en la fig. 1;

la fig. 3 muestra un segundo modo de realización no limitativo de un conjunto de tolva de acuerdo con la invención. En este modo de realización, el actuador de vibración está ubicado fuera de la tolva y/o no ubicado dentro de la tolva, y está conectado a un inserto de garganta vibratoria mediante un enlace mecánico que pasa a través de una cubierta superior;

la fig. 4 muestra un tercer modo de realización no limitativo de un conjunto de tolva de acuerdo con la invención. En este modo de realización, se usa un accionador vibratorio interno en combinación con un esqueleto o estructura en forma de árbol (en forma) que propaga las vibraciones en polvo a granel;

la fig. 5 muestra un módulo o unidad de adaptador inferior y la estructura en forma de árbol utilizada en el modo de realización de la fig. 4;

la fig. 6 muestra una vista superior del módulo adaptador inferior utilizado en las figs. 4 y 5;

la fig. 7 muestra una vista en sección transversal lateral y ligeramente ampliada del módulo adaptador inferior mostrado en la fig. 6;

la fig. 8 muestra un cuarto modo de realización no limitativo de un conjunto de tolva de acuerdo con la invención. En este modo de realización, se usa un actuador vibratorio externo del tipo de palanca oscilante en combinación con una estructura en forma de radios que propaga las vibraciones en polvo a granel. Este modo de realización está configurado para su instalación en un tipo fluido de "alimentador de peso perdido";

la fig. 8A muestra una vista en sección transversal de la fig. 8 girada 90 grados y con la estructura en forma de radios aún no instalada o deslizada en la unidad o conjunto causante de vibraciones;

la fig. 8B muestra una parte ampliada de la fig. 8A;

a fig. 9 muestra una vista en sección transversal de la fig. 8 girada 90 grados y con la estructura en forma de radios nstalada o deslizada en la unidad o conjunto causante de vibraciones;

a fig. 9A muestra una vista lateral de la fig. 8 girada 90 grados;

a fig. 10 muestra una vista en sección transversal en perspectiva de la fig. 8;

a fig. 11 muestra una vista lateral de la estructura en forma de radios utilizada en el modo de realización de las figs.

8-10;

a fig. 12 muestra otra vista lateral de la estructura en forma de radios utilizada en el modo de realización de la fig. 8; a fig. 13 muestra una vista en perspectiva lateral de la estructura en forma de radios utilizada en el modo de realización de la fig. 8;

a fig. 14 muestra una vista lateral de una alternativa a la estructura en forma de radios que se puede utilizar en el modo de realización de la fig. 8. Esta estructura también se puede utilizar en un modo de realización similar a la de la fig. 20 descrita a continuación;

a fig. 15 muestra otra vista lateral de la alternativa a la estructura en forma de radios de la fig. 14;

a fig. 16 muestra una vista en perspectiva lateral de la alternativa a la estructura en forma de radios de la fig. 14; a fig. 17 muestra una vista lateral de otra estructura alternativa en forma de radios que se puede utilizar en el modo de realización de la fig. 8;

a fig. 18 muestra otra vista lateral de la estructura alternativa en forma de radios de la fig. 17;

a fig. 19 muestra una vista en perspectiva lateral de la estructura en forma de radios alternativa de la fig. 17;

a fig. 20 muestra una vista lateral de un quinto modo de realización no limitativo de un conjunto de tolva de acuerdo con la invención. En este modo de realización, se usa una sección de embudo vibratorio en combinación con un actuador vibratorio para propagar vibraciones en polvo a granel;

a fig. 21 muestra una vista superior del conjunto de tolva de la fig. 20;

a fig. 22 muestra una vista en sección transversal lateral del conjunto de tolva de la fig. 20;

a fig. 23 muestra una parte ampliada de la fig. 22;

a fig. 24 muestra una vista lateral de una estructura vibratoria que tiene un conjunto de sección de embudo como se usa en el modo de realización de la fig. 20;

a fig. 25 muestra una vista lateral de la estructura vibratoria de la fig. 24;

a fig. 26 muestra una vista en sección transversal lateral de la estructura vibratoria de la fig. 25;

a fig. 27 muestra una parte ampliada de la fig. 26;

a fig. 28 muestra una vista lateral del conjunto de sección de embudo que se utiliza en la estructura vibratoria mostrada en la fig. 24;

a fig. 29 muestra una vista superior del conjunto de sección de embudo de la fig. 28;

a fig. 30 muestra una vista superior de un conjunto de sección de embudo alternativo. Este modo de realización es similar al de las figs. 28 y 29 excepto que no se utiliza ningún tamiz;

a fig. 31 muestra una vista en sección transversal del conjunto de sección de embudo de la fig. 30;

a fig. 32 muestra una vista en perspectiva del lado inferior de un conector utilizado en el conjunto de sección de embudo mostrado en las figs. 22-31;

a fig. 33 muestra una vista en perspectiva del lado superior del conector de la fig. 32;

a fig. 34 muestra una vista superior del conector de la fig. 32;

la fig. 35 muestra una vista lateral del conector de la fig. 32; y

la fig. 36 muestra una vista en sección transversal lateral del conector de la fig. 35.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Los particulares mostrados en el presente documento son a modo de ejemplo y para fines de análisis ilustrativo de los modos de realización de la presente invención solamente, y se presentan en la causa de proporcionar lo que se cree que es la descripción más útil y fácilmente comprensible de los principios y los aspectos conceptuales de la presente invención. En este sentido, no se hace ningún intento de mostrar detalles estructurales de la presente invención con más detalle del necesario para la comprensión fundamental de la presente invención, con la descripción tomada con los dibujos haciendo evidente para los expertos en la técnica cómo las varias formas de la presente invención se pueden realizar en la práctica.

Con referencia ahora al primer modo de realización mostrado en las figs. 1 y 2, se muestra un conjunto de tolva H que utiliza una tolva 1 y una cubierta 2 sellada herméticamente montada de forma desmontable en la tolva 1. La cubierta 2 incluye una base 2a y un asa 2b y se puede bloquear de forma liberable a la tolva 1 mediante una disposición de conexión. En el modo de realización a modo de ejemplo, la disposición de conexión utiliza dedos de bloqueo o salientes 3 montados en el extremo superior de la tolva 1 y ranuras 4 dispuestas en la base 2a. Con tal disposición, la cubierta 2 se puede bajar axialmente y a continuación enroscar o girar parcialmente a la posición de bloqueo.

En el modo de realización de la fig. 1, la tolva 1 incluye un extremo superior al que se fija la cubierta 2 y una sección inferior cónica 5 acoplada a través de una abrazadera principal C. Sin embargo, la parte entre el extremo superior y la sección inferior 5 también puede ser una tolva de un solo cuerpo dentro del alcance de la invención.

Con referencia a la fig. 2, se puede ver que la sección inferior o parte 5 de la tolva 1 es cónica e incluye un labio inferior o pestaña 6 que permite que la tolva 1 se cierre herméticamente, por ejemplo, mediante una abrazadera 7a, a un extremo superior con brida de una unidad de receptáculo 8. La unidad 8 incluye dos componentes principales: superior e inferior. Un componente inferior es un módulo adaptador 9 y un componente superior es un módulo de transferencia 10. Los módulos 9 y 10 están conectados entre sí en sus respectivos extremos con bridas mediante una segunda abrazadera 7b. Los detalles de los módulos 9 y 10 se describirán con más detalle a continuación.

Volviendo a la fig. 1, se puede discernir que la parte superior de la tolva 1 incluye un puerto 11 incorporado que está conectado a una fuente 12 de gas fluidizante (mostrado esquemáticamente). La fuente 12 puede presurizar la tolva 1 mientras está en un estado herméticamente sellado a, por ejemplo, una presión de entre 10 psi y hasta 200 psi.

Volviendo a la fig. 2, se puede ver que el módulo adaptador 9 incluye dos componentes principales, es decir, un cuerpo fijo 13 y un inserto 14 posicionado concéntricamente en el mismo y dispuesto concéntricamente con respecto a un eje vertical o central 15 de la tolva 1. El inserto 14 puede tener la forma de un manguito cónico o en forma de embudo y está colocado dentro del cuerpo 13 para moverse con relación al mismo. Este posicionamiento o montaje se produce a través de una junta tórica superior flexible 16 y una junta tórica inferior flexible 17. La parte superior 18 del inserto 14 está acoplada o montada a un extremo inferior de un soporte 19. Otra parte del soporte 19 está acoplada a un extremo de un vibrador 20. En este modo de realización no limitativo, se utiliza un vibrador neumático. Sin embargo, también se pueden utilizar otros tipos de dispositivos vibratorios, como los hidráulicos o eléctricos. El vibrador 20 está posicionado u orientado esencialmente a lo largo del eje vertical 15 de la tolva y se extiende dentro del módulo 10.

El módulo de transferencia 10 incluye dos codos 21 que están en acoplamiento de sellado y tienen un extremo que pasa a través de una pared 22 del módulo 10. Este acoplamiento de sellado lo proporcionan una o más juntas tóricas 23. Cada codo 21 está retenido por una tuerca 24 correspondiente. Un primer accesorio 25 conecta uno de los dos codos 21 a una fuente de aire comprimido (no mostrada). El codo 21 en comunicación fluida con el accesorio 25 está acoplado a otro accesorio 26 dispuesto en un extremo de un tubo flexible 27. El tubo 27, a su vez, tiene un extremo opuesto acoplado a una parte de admisión del vibrador 20 a través de un accesorio 28. Un puerto de escape del vibrador 20 está conectado por un accesorio 29 a otro tubo flexible o manguera 30 cuyo extremo opuesto está acoplado a través del accesorio 31 a otro codo 21. Un silenciador 32 está conectado a una parte exterior opuesta del codo 21 y está colocado fuera de la pared 22. Cuando se enciende una fuente de aire comprimido (no mostrada) y se introduce aire comprimido a través del puerto 25, se activa el vibrador 20. Las vibraciones se transfieren, a través del soporte 19, desde el vibrador 20 al inserto 14. Cuando se coloca polvo de alimentación a granel en la tolva 1, las vibraciones del inserto 14 se transmiten al polvo contenido en el mismo. Cuando esto sucede, el polvo de alimentación se afloja y fluye de una manera controlable, por ejemplo, basándose en un nivel de vibración predeterminado, a través de una garganta inferior 33 del inserto 14 hacia un dispositivo dosificador (no mostrado). Para facilitar el montaje del módulo adaptador 9 en tal dispositivo de medición, una cara inferior o pestaña 34 del cuerpo 13 incluye orificios de montaje 35 y una ranura de junta tórica 36. La disposición de los orificios de montaje 35, que puede ser un patrón de orificios de montaje estándar, y la ubicación de la ranura de junta tórica de sellado 36 puede ser, a modo de ejemplo no limitativo, una disposición que se conecta a un alimentador existente.

La fig. 3 muestra otro modo de realización de un conjunto de tolva. Sin embargo, en este modo de realización, el conjunto de tolva H está acoplado con un dispositivo de medición MD utilizado en los populares comederos individuales-10/dobles-10. El conjunto de tolva H utiliza muchos de los mismos componentes que el de la fig. 1 (con ciertos números de referencia comunes correspondientes), excepto que la tolva 101 está cubierta por una cubierta 102 cuyo cuerpo 102a tiene un inserto sellado 103 ubicado en el centro mantenido en su lugar por una tuerca 114. Un asa 102b de la cubierta 102 se desplaza más hacia un lado para dejar espacio para un vibrador, como se describirá brevemente. El inserto 103 es de construcción tubular y permite el paso de un miembro de unión redondo o en general cilíndrico 104. El miembro 104 puede fabricarse como un miembro de una sola pieza, o ensamblarse a partir de varias partes conectadas entre sí mediante una junta o conexión J. El diámetro exterior del miembro de unión 104 es ligeramente menor que el diámetro interior de la abertura en el inserto 103, y también incluye al menos una ranura 105 que contiene una junta tórica 106 flexible que proporciona un sello radial entre el miembro de unión 104 y el inserto 103. El extremo superior o saliente 107 del miembro de unión 104 está acoplado mediante el miembro de conexión rápida 108 con el vibrador 109. A diferencia del modo de realización anterior, el vibrador 109 está ubicado fuera de la tolva 101. El extremo opuesto 110 del miembro de unión 104 está acoplado, a través de un soporte 19, a la parte superior 18 del inserto 14 del módulo inferior o adaptador 9 del tipo descrito en la fig. 1. A diferencia del modo de realización anterior, la tolva 101 está acoplada al módulo inferior 9 sin utilizar el módulo superior 10. Para cargar polvo de alimentación en la tolva 101, se desconecta la conexión rápida 108 y el vibrador 109 se retira o desacopla del miembro de unión 104. A continuación, la cubierta 102 se gira hasta una posición desbloqueada y se retira. Una vez que la tolva 101 se llena con polvo de alimentación, la cubierta 102 se vuelve a colocar y se bloquea girándola a la posición de bloqueo. A continuación, se vuelve a conectar la conexión rápida 108 y el vibrador 109 vuelve a su posición de trabajo. Cuando el vibrador 109 se activa o se enciende, esto causa un movimiento alternativo del miembro de unión 104 que se traduce en vibraciones orientadas verticalmente del inserto 14 del módulo adaptador 9. Esto hace que el polvo de alimentación se afloje y fluya a través de una garganta inferior 33 del inserto 14 hacia la ranura 111 de un disco móvil 112 del dispositivo MD. Un puerto de succión 113 transfiere el polvo a una línea de transporte para su uso posterior mediante un dispositivo de pulverización térmica (no mostrado).

Las figs. 4-7 muestran otro modo de realización de un conjunto de tolva H montado en un dispositivo dosificador MD que tiene la forma de un alimentador de disco giratorio. Este modo de realización utiliza una tolva 201 similar a la de la fig. 1 y un módulo adaptador 209 con un vibrador montado en el mismo, como se describirá con más detalle a continuación. El vibrador es impulsado por aire comprimido y está acoplado a una varilla de unión rígida 204 que tiene una estructura en forma de árbol 214. La estructura 214 incluye un collar de montaje 215 y una pluralidad de varillas o dedos 216 configurados para sumergirse en el polvo de alimentación a granel contenido en la tolva 201. Puede usarse un pasador de conexión 217 para asegurar la estructura 214 al miembro 204. El miembro o varilla de unión 204 se extiende hacia arriba desde el módulo 209 y soporta la estructura en forma de árbol 214 de los dedos 216. Aunque se pueden utilizar otras configuraciones de dedos, en la fig. 5 los dedos 216 están dispuestos de manera circular alrededor del buje central 215 y su número y forma pueden variar. El buje 215 tiene un orificio que se desliza sobre el extremo superior de la varilla de unión 204. El pasador de conexión o de horquilla 217 encaja a través de los orificios transversales en la varilla 204 y el collar 215 y sujeta la estructura 214 de forma segura en la varilla de unión 204. Con tal disposición, la estructura 214 se puede restringir en cuanto a su movimiento axial con respecto a la varilla 204. Esta disposición también puede permitir, por ejemplo, libertad de movimiento rotacional parcial alrededor de un eje de varilla. En un modo de realización no limitativa, el diámetro total de la estructura 214 es menor que el diámetro interior de la garganta de llenado de la tolva. De esta manera, la estructura 214 se puede insertar en la tolva 201 quitando la tapa 202.

Las figs. 6 y 7 muestran detalles del módulo adaptador 209. El módulo 209 incluye un actuador vibratorio 220 con un cuerpo de conexión 219. Un cuerpo adaptador 221 tiene montado en él un inserto 222 con ranuras exteriores 223 y 224 separadas entre sí, y del interior del cuerpo adaptador 221 por juntas tóricas flexibles 225, 226 y 227. Otra junta tórica 228 funciona para aislar y mantener un espacio entre el inserto 222 y el cuerpo del adaptador 221 en una ubicación inferior, mientras que otra junta tórica 229 está retenida por un anillo 230 y un anillo de resorte 231 evita que el polvo entre por encima de un espacio entre el inserto 222 y el cuerpo 221. El accionador o vibrador 220 está conectado con un paso de aire de admisión 232 y un paso de salida o escape 233 que están en comunicación fluida con un orificio de pistón 234 del accionador 220. Estos pasos 232 y 234 también están respectivamente en comunicación fluida con las ranuras exteriores 223 y 224. Se puede conectar un accesorio de admisión 235 a una fuente de aire comprimido para suministrar el aire al orificio 234. El aire gastado o de escape es expulsado por un silenciador 236 a la atmósfera. La parte inferior del orificio del pistón 234 está cerrada por el tapón 237, mientras que la parte superior del orificio 234 está encerrada por el adaptador separador 238 que tiene una abertura roscada 239 para montar en un extremo inferior de la varilla de unión 204. El pistón de movimiento alternativo 240 está situado en el orificio 234 y puede moverse axialmente hacia arriba y hacia abajo a lo largo de un eje vertical 241 del módulo 209. El cuerpo 219 está acoplado al inserto 222 mediante tornillos 242. En funcionamiento, el vibrador 220 crea vibraciones que son causadas por el pistón alternativo 240 y estas se transfieren al inserto 222, que y también, a través del adaptador 238, a la varilla de unión 204 y la estructura en forma de árbol 214. Esto tiene el efecto de aflojar el polvo de alimentación tanto en la sección del fondo del cuello de botella (inmediatamente encima y dentro del inserto 222) de la tolva 201 como en la sección principal de almacenamiento de la tolva 201.

Las figs. 8-13 muestran otro modo de realización de un conjunto de tolva H. Este modo de realización se puede utilizar con un alimentador de pérdida de peso de tipo fluido como el que se describe en la patente de Estados Unidos n.° 4 900 199, cuya divulgación se incorpora en el presente documento como referencia en su totalidad. Al igual que con algunos modos de realización descritos anteriormente, la tolva 301 tiene una cubierta extraíble 302 para permitir el llenado con polvo a granel. Aunque no se muestra, un accesorio similar al accesorio 11 de la fig. 1 puede montarse en la tolva 301 para suministrar gas fluidificante a una zona de tolva superior libre de polvo. Un miembro tubular o varilla 304 orientado verticalmente puede recibir y recoger gas fluidizante de la zona superior de la tolva y transferirlo a través del polvo a granel a una zona de fluidización 303 próxima a un dispositivo de recogida 330. La parte inferior del miembro 304 está acoplada a un miembro de piedra porosa 305 que distribuye gas alrededor del dispositivo de recogida 330. Los soportes o formas de alambre curvado radialmente 312 están configurados para retener el miembro 304 en una posición centrada con respecto a una parte superior de la tolva 301. La parte inferior del miembro 304 descansa en un casquillo 306 y puede deslizarse hacia el interior del mismo desde arriba, como es evidente en las figs. 8A, 8B y 9. Se forma un orificio transversal vertical a través de una varilla de unión horizontal 307 y la varilla de unión 307 se monta de modo que pase a través de una pared lateral. La varilla de unión 307 está soportada a través de la pared lateral mediante juntas tóricas flexibles con respecto a un manguito de montaje 308. La parte exterior de una varilla de unión 307 está acoplada a un soporte 310 en el que está montado un vibrador externo 320. Una parte inferior del miembro tubular 304 pasa a través de un tamiz de dimensionamiento 321 y un anillo anular periférico flexible 322 evita que el polvo a granel se filtre más allá o fuera del tamiz de dimensionamiento 321. El tamiz 321 puede ser plana o en forma de disco o de forma cónica o en forma de copa, es decir, con lados elevados para permitir una fácil eliminación de los desechos acumulados en la tolva 301.

La estructura dispuesta en la tolva 301 incluye una serie de componentes principales como los soportes de centrado superiores 312, el tubo de soporte 304, una entrada 335, un soporte de centrado inferior que incluye una estructura de cúpula 332 con lengüetas de soporte 331 que rodean la piedra porosa. 305. Las pestañas pueden ser sólidas o perforadas y su número puede variar. La cúpula 332 está montada debajo de la estructura de tamiz 321 con un espacio suficiente para que el polvo fluya y se mueva alrededor y dentro de una zona de fluidización 303. La parte media inferior del miembro tubular 304 tiene montados en ella elementos en forma de estrella 333 y 334. También se puede montar un elemento en forma de estrella superior 336 en una parte más superior del tubo 304. Estos elementos en forma de estrella pueden tener preferentemente radios orientados radialmente que estén escalonados entre sí. El número de radios de cada estrella puede variar, así como el número de elementos de estrella. Cuando la tolva está vacía, se puede dimensionar toda la estructura para permitir la instalación y extracción manual al quitar la cubierta 302. En funcionamiento, las oscilaciones del vibrador 320 se transfieren a través de la varilla de unión 307 y el casquillo 306 a la estructura dentro de la tolva 301 y al polvo a granel. Simultáneamente, la estructura del tamiz 321 actúa como un vibro-tamiz con un área activa relativamente pequeña, lo cual asegura que las partículas de polvo de tamaño insuficiente se muevan a través del tamiz 321, mientras se mantienen fuera las motas de gran tamaño o se impide que las mismas alcancen la zona de fluidización 303. Las lengüetas 331 y los elementos 333, 334 y 336 también vibran. Las vibraciones ayudan aún más a la fluidización del polvo cerca de un dispositivo de recogida 330.

Las figs. 14-16 muestran un esqueleto o estructura interna alternativa que se puede utilizar en la tolva mostrada en las figs. 8-10. La estructura puede incluir elementos comparables tales como el tubo 304 para que sea completamente intercambiable con la estructura mostrada en las figs. 9-13. Sin embargo, la estructura de tamiz 321 se reemplaza con una estructura de tamiz 350 que tiene una sección de embudo 351 de tal manera que se forma una copa de tamiz cuyo fondo funciona como un tamiz. La parte superior 352 de un embudo 351 está abierta hacia el interior de la tolva y utiliza un anillo anular flexible 353. Cuando se coloca en la tolva 301, el anillo 353 proporciona un sello flexible entre el embudo 351 y una pared interior de la tolva. Esta disposición separa la zona de fluidización del polvo de alimentación a granel mediante un tamiz mientras que al mismo tiempo transfiere vibraciones al polvo a granel dispuesto dentro de la tolva. El uso de la estructura 350 puede proporcionar un mayor nivel de protección contra la contaminación para ciertos polvos. Por supuesto, uno o más elementos en forma de estrella del tipo descrito anteriormente, por ejemplo, los elementos 333, 334 y 336 como se describió anteriormente, pueden montarse en el tubo 304 para mejorar la acción de aflojamiento de la vibración.

Las figs. 17-19 muestran un esqueleto o estructura interna alternativa que se puede utilizar en la tolva mostrada en las figs. 8-10. La estructura puede incluir elementos comparables como el tubo 304. Además, un miembro en forma de cono 360 está montado en el mismo y funciona para evitar el aglutinamiento de polvo a granel y para ayudar a la formación de flujo másico de polvo.

Con referencia ahora a otro modo de realización mostrada en las figs. 20-36, en el que se muestra un conjunto de tolva H que utiliza una tolva 401 y una cubierta 402 sellada herméticamente montada de forma desmontable en la tolva 401. Como en los modos de realización anteriores, la cubierta 402 incluye una base y un asa y puede bloquearse de forma liberable en la tolva 401 mediante una disposición de conexión. Con tal disposición, la cubierta 402 se puede bajar axialmente y a continuación enroscar o girar parcialmente a la posición de bloqueo.

El modo de realización de la fig. 20 se puede utilizar con un alimentador de pérdida de peso de tipo fluido tal como el que se describe en la patente de Estados Unidos n.° 4900 199, cuya divulgación se incorpora aquí como referencia en su totalidad. Como en los modos de realización anteriores, la tolva 401 tiene una cubierta extraíble 402 para permitir el llenado con polvo a granel. Como se ve en la fig. 20, un accesorio similar al accesorio 11 de la fig. 1 está montado en la tolva 401 con el fin de suministrar gas fluidificante a una zona de tolva superior libre de polvo. Como se muestra en la fig. 22, un miembro tubular o varilla 404 orientado verticalmente puede recibir y recoger gas fluidificante de la zona superior de la tolva y transferirlo a través del polvo a una zona 403 de fluidización próxima a un dispositivo de recogida 430. La parte inferior del miembro 404 está acoplada a un miembro de piedra porosa 405 que distribuye gas alrededor del dispositivo de recogida 430. Los soportes o formas de alambre curvado radialmente 412 están configurados para retener el miembro 404 en una posición centrada con respecto a una parte superior de la tolva 401. La parte inferior del miembro 404 descansa en un casquillo 406 y puede deslizarse en el mismo desde arriba (similar a la forma mostrada en las figs. 8A, 8B y 9). Se forma un orificio transversal vertical a través de una varilla de unión horizontal 407 y la varilla de unión 407 se monta de modo que pase a través de una pared lateral. La varilla de unión 407 está soportada a través de la pared lateral mediante juntas tóricas flexibles con respecto a un manguito de montaje 408. La parte exterior de una varilla de unión 407 está acoplada a un vibrador montado externamente 420. Como es evidente en la fig. 23, una parte inferior del miembro tubular 404 está conectada a un conjunto de sección de embudo cuyos componentes principales son una sección de embudo 451 y un conector 460. Como se puede ver en las figs.

30 y 31, el conector 460 tiene radios que definen aberturas pasantes 465 (ver 32-34) que permiten que el polvo salga del extremo inferior de la sección de embudo 451. En un modo de realización alternativo, ilustrado en las figs. 27-29, un tamiz 480 que es plano o en forma de disco está dispuesto por encima de las aberturas 465 y está retenida axialmente por el conector 460 y la sección de embudo 451.

Con referencia de nuevo a las figs. 22 y 23, se puede ver que la sección de embudo 451 tiene una forma cónica y/o es un miembro cónico con un extremo superior de mayor tamaño o diámetro 452 y un extremo inferior de menor tamaño o diámetro 454. Un anillo de sellado 453 está ubicado en un área del extremo superior y funciona para sellar dinámicamente o evitar que el material en polvo dentro de la tolva pase fuera de la sección de embudo 451.

En referencia ahora a las figs. 32-36, se pueden ver detalles del conector 460 que conecta la sección de embudo 451 al miembro 404. El conector tiene una sección superior de mayor tamaño o diámetro 463 y una sección inferior de menor tamaño o diámetro 461. Los radios 464 conectan estas secciones y definen las aberturas 465 como se describe anteriormente. Una abertura inferior 462 funciona para acoplar el conector 460 a los componentes internos del vibrador 420 (ver las figs. 22 y 23). Una abertura superior 467 funciona para acoplar el conector 460 al miembro 404 (ver las figs. 22 y 23). Una superficie superior 466 puede funcionar para soportar un tamiz opcional 480 (ver las figs. 27 y 29).

Al igual que con el modo de realización anterior, cuando la tolva mostrada en la fig. 20 está vacía, toda la estructura mostrada en la fig. 24 puede dimensionarse para permitir la instalación y extracción manual al retirar la cubierta 402. En funcionamiento, las oscilaciones del vibrador 420 se transfieren a través de la varilla de unión 407 y el casquillo 406 a la estructura mostrada en la fig. 24 ubicada dentro de la tolva 401 y, a través de la estructura, al polvo a granel. La sección de embudo vibratorio 451, en particular, funciona para mover eficientemente las partículas de polvo hacia abajo y a través de las aberturas 465 y dentro de la zona de fluidización 403.

En cada uno de los modos de realización descritos en el presente documento, el vibrador puede proporcionar vibraciones a modo de ejemplo en el rango de aproximadamente 2000 a aproximadamente 20 000 vibraciones por minuto. Además, entre los volúmenes no limitantes aceptables, preferentes y más preferentes para las tolvas se incluyen 2 l (litros), 3,5 l, 4 l y 5 l. Además, entre los materiales no limitantes para la tolva y las estructuras utilizadas en ella se incluyen aluminio y acero inoxidable. recubierto con recubrimientos resistentes al desgaste y/o antifricción.

Se observa que los ejemplos anteriores se han proporcionado meramente con el propósito de explicar y de ninguna manera deben interpretarse como limitantes de la presente invención. Si bien la presente invención se ha descrito con referencia a un modo de realización a modo de ejemplo, se entiende que las palabras que se han utilizado aquí son palabras de descripción e ilustración, en lugar de palabras de limitación. Se pueden realizar cambios, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, como se establece actualmente y como se modifica, sin apartarse del alcance y espíritu de la presente invención en sus aspectos. Aunque la presente invención se ha descrito en el presente documento con referencia a medios, materiales y modos de realización particulares, no se pretende que el presente invento se limite a los detalles descritos en el presente documento; más bien, la presente invención se extiende a todas las estructuras, procedimientos y usos funcionalmente equivalentes, que están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de vibrador para un conjunto de tolva (H), que comprende:

un miembro en general cónico (451) adaptado para montarse dentro de una tolva (1, 101,201, 301, 401); y

al menos una parte de conexión conecta una parte inferior del miembro en general cónico (451) a una fuente de vibración y define un paso de flujo;

caracterizado por que el conjunto vibrador comprende al menos una superficie de sellado superior dispuesta en una parte superior del miembro en general cónico (451) y que está dimensionada y configurada para enganche de sellado con una superficie interior de la tolva (1, 101,201, 301, 401).

2. El conjunto de la reivindicación 1, en el que el miembro en general cónico (451) se puede montar dentro de una parte cónica inferior de la tolva (1, 101, 201, 301, 401), o en el que el miembro en general cónico (451) tiene un eje central (15) orientado en general verticalmente, o en el que la al menos una parte de conexión comprende una pluralidad de partes de conexión que definen varios pasos de flujo, o en el que la tolva (1, 101, 201, 301, 401) es una tolva de material de alimentación (1, 101, 201, 301, 401) que contiene un polvo de pulverización térmica, o en el que la fuente de vibración es un actuador que genera vibraciones en un rango de aproximadamente 2000 a aproximadamente 20000 vibraciones por minuto, o en el que la fuente de vibración está dispuesta en un área de una abertura de descarga de la tolva, o en el que la fuente de vibración está dispuesta dentro de la tolva (1, 101, 201, 301, 401), o en el que la fuente de vibración está acoplada a un vibrador (20, 109, 220, 320, 420) dispuesto fuera de la tolva (1, 101, 201, 301, 401), o en el que la fuente de vibración comprende un miembro tubular que tiene radios orientados radialmente, o que comprende además al menos un tamiz ubicado en un área de la parte inferior del miembro en general cónico (451).

3. El conjunto de la reivindicación 1, en el que la al menos una superficie de sellado está dispuesta sobre un miembro anular.

4. El conjunto de la reivindicación 3, en el que el miembro anular está montado en la parte superior del miembro en general cónico (451).

5. El conjunto de la reivindicación 1, en el que la al menos una parte de conexión comprende una parte de alma de un miembro de conexión anular.

6. El conjunto de la reivindicación 5, en el que el miembro de conexión anular comprende una parte de pestaña circular superior y una parte de eje inferior y el alma comprende una pluralidad de almas orientadas radialmente

7. El conjunto de la reivindicación 1, en el que la fuente de vibración comprende un vibrador (20, 109, 220, 320, 420).

8. El conjunto de la reivindicación 7, en el que el vibrador (20, 109, 220, 320, 420) es un actuador neumático o eléctrico montado en un alojamiento ubicado debajo de la tolva (1, 101, 201, 301, 401), o en el que la fuente de vibración comprende además un miembro alargado que se extiende a través del miembro en general cónico (451).

9. El conjunto de la reivindicación 1, en el que la tolva (1, 101, 201, 301, 401) está acoplada a un dispositivo alimentador.

10. El conjunto de la reivindicación 9, en el que el dispositivo alimentador es uno entre un alimentador de disco giratorio y un alimentador de peso perdido.

11. Un conjunto de tolva para alimentación en polvo, que comprende:

una tolva (1, 101, 201, 301, 401) configurada para contener un material de alimentación y que tiene una sección de descarga inferior;

una fuente de vibración; y

un conjunto de vibrador de cualquiera de las reivindicaciones 1-10.

12. Un conjunto de tolva presurizable y/o herméticamente sellable para alimentación en polvo para pulverización térmica, que comprende:

una tolva (1, 101, 201, 301, 401) configurada para contener un material de alimentación y que tiene una sección inferior cónica;

un conjunto de vibrador de cualquiera de las reivindicaciones 1-10; y

una fuente de vibración acoplada al conjunto vibrador.

13. Un procedimiento para alimentar material de alimentación en polvo a un dispositivo alimentador a través del conjunto de tolva (H) de cualquiera de las reivindicaciones 11 o 12, comprendiendo el procedimiento:

accionar la fuente de vibración para impartir vibración al material de alimentación en polvo dispuesto dentro de la tolva (1, 101, 201, 301, 401).