ES2920778T3 - Aparato de transporte neumático - Google Patents

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Abstract

Un aparato de transmisión neumático operable para transportar material de una fuente de suministro a un proceso que requiere una tasa de cambio de velocidad de alimentación muy por encima de lo que es posible desde un sistema de transmisión neumático típico y solo tuberías, y para un proceso donde el almacenamiento de grandes volúmenes del material directamente adyacente al punto de alimentación del proceso no es posible o desventajoso. El aparato de transmisión neumática (100; 101; 102) comprende al menos un conducto (11) y un dispositivo de compresión (8) operable para suministrar y transportar medios neumáticos a través de al menos un conducto (11). La fuente de suministro (1) puede ser una tolva de alimentación y es operable para descargar material en el sistema de transmisión neumática aguas abajo de la fuente de suministro. En el sistema de transmisión neumática, al menos un recipiente (9; 9a, 9b; 20) está dispuesto para recibir material de la fuente de suministro (1) y descargar material a al menos un conducto (11). El sistema también incluye un receptor de filtro (4), que está configurado para recibir y descargar simultáneamente material y medios neumáticos de al menos conductos. El receptor del filtro tiene un volumen o capacidad de trabajo que es muy pequeña en relación con la velocidad de alimentación, generalmente de 1 a 2 minutos de almacenamiento cuando funciona a la velocidad de descarga máxima, y con un volumen típicamente de 1/2 a 1/8 del volumen de volumen Los vasos que alimentan material en el inicio de la tubería de transmisión neumática. El receptor del filtro está equipado con un dispositivo de descarga operable para aumentar la velocidad de descarga hasta el proceso desde la velocidad de alimentación mínima hasta la velocidad de alimentación máxima en un período de tiempo de 2 a 30 segundos. El receptor de filtro (4) está configurado y operable para separar el material y los medios neumáticos de modo que el material se pueda descargar del receptor de filtro al proceso posterior (2), para separar el aparato de transmisión del proceso y proporcionar más ventajas descritas Dentro de la invención. El aparato incluye un sistema de control (19) que es operable para mantener un peso objetivo y/o nivel dentro del receptor del filtro, y recuperar el peso del objetivo y/o nivel en el receptor del filtro, midiendo el peso y/o el nivel y el nivel y el nivel. Tasa de cambio de peso o nivel, de todos los recipientes de almacenamiento de descarga de material a la tubería y proceso de transmisión neumática e incorporando aspectos de las metodologías de control de circuito cerrado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de transporte neumático
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un aparato que se puede hacer funcionar para transportar neumáticamente materiales a granel. Más particularmente, la presente invención se refiere a un aparato que se puede hacer funcionar para transportar neumáticamente materiales a granel en el que la tasa de transporte puede variar de acuerdo con la demanda.
Antecedentes de la invención
Un sistema transportador se utiliza como equipo de manipulación de materiales en muchas industrias diferentes. Ejemplos de dispositivos de transporte son cintas transportadoras, transportadores de cadena, transportadores vibratorios y transportadores de eslabones. El transporte neumático es el proceso de transporte de materiales a granel en una corriente de gas, por ejemplo, aire o nitrógeno, a través de una tubería.
Cuando un sistema de transporte neumático está entregando material, por ejemplo, combustible o materias primas, a un proceso que requiere con frecuencia un ajuste en la velocidad de alimentación del transporte neumático, el tiempo de respuesta posible del sistema de transporte neumático está limitado por la rapidez con la que el material puede viajar a través de la tubería. Cuando las distancias de transporte normalmente superan, por ejemplo, los 200 m, con una velocidad de transporte promedio de 10 m/s, la velocidad de transporte tarda un promedio de 20 segundos en comenzar a aumentar en el proceso ubicado al final de la tubería de transporte de 200 m. Si la velocidad de transporte tarda, por ejemplo, otros 30 segundos en aumentar desde la velocidad de alimentación más baja a la más alta al comienzo de la tubería, debido a las limitaciones físicas sobre cómo se puede hacer funcionar el dispositivo de alimentación, entonces normalmente puede tomar, por ejemplo 50 segundos en la práctica para que se vea la velocidad de alimentación máxima en el proceso.
Otros factores, tales como la rapidez con la que se puede aumentar la presión en el sistema de transporte a esa distancia, el riesgo de bloqueos de tuberías o el impacto de una velocidad más alta que crea un desgaste adicional o un daño material, pueden limitar aún más el tiempo de respuesta posible de un sistema de transporte neumático que alimenta directamente un proceso conectado al final de la tubería de transporte.
Para resolver estos problemas, a menudo se almacena un gran volumen (normalmente de 30 minutos hasta varias horas a máxima capacidad) de material directamente junto al punto de alimentación del proceso. Sin embargo, esto a menudo se ve comprometido por el tamaño y el coste del almacenamiento en el punto de alimentación, o no es posible debido a la falta de espacio, especialmente en procesos complejos, o en plantas de proceso que ya existen y cuyo diseño y construcción no pueden cambiarse o adaptarse fácilmente. El documento EP 0021 222 A1 divulga un aparato de transporte neumático según el preámbulo de la reivindicación 1.
Es deseable proporcionar un sistema de transporte neumático mejorado; uno que al menos mitigue uno o más de los problemas anteriores.
Es deseable proporcionar un sistema de transporte neumático mejorado que pueda aumentar o disminuir más rápidamente la velocidad de alimentación en comparación con las disposiciones de transporte neumático típicas, sin una cantidad relativamente grande de almacenamiento de material directamente en el punto de alimentación del proceso.
Resumen de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato de transporte neumático que se puede hacer funcionar para transportar material desde una fuente de suministro a un proceso, el aparato de transporte neumático que comprende:
un dispositivo de compresión que se puede hacer funcionar para suministrar y transportar medios neumáticos a través de al menos un conducto;
una fuente de suministro que se puede hacer funcionar para descargar material dentro del sistema de transporte neumático;
al menos un recipiente dispuesto para recibir material de la fuente de suministro y para descargar material a al menos un conducto;
un receptor de filtro configurado para recibir material y medios neumáticos desde al menos un conducto y que se puede hacer funcionar para separar material y medios neumáticos de tal manera que pueda almacenarse y descargarse un volumen o peso predefinido y pequeño de material simultáneamente desde el receptor de filtro a un proceso adyacente, donde una conexión de proceso que se forma donde el aparato se conecta al proceso está dentro de un rango horizontal o vertical de 1 m a 15 m;
un dispositivo de descarga que se puede hacer funcionar para aumentar su velocidad de alimentación desde la velocidad de alimentación mínima hasta la velocidad de alimentación máxima durante un período de tiempo de entre 3 segundos y 30 segundos para descargar material al proceso de una manera que cumpla con las demandas del proceso. Un sistema de control que se puede hacer funcionar para controlar la velocidad de descarga del material y los medios neumáticos de manera que el material se transporta sustancialmente de forma continua a lo largo del conducto hasta el receptor de filtro; y
un sistema de control capaz de medir y posteriormente mantener y/o recuperar a un peso o volumen fijo, la cantidad de material almacenado en el receptor de filtro, variando la velocidad de alimentación a la tubería de transporte neumático de acuerdo con métodos de control de bucle cerrado.
En un sistema de transporte neumático de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, el filtro receptor tiene una pequeña capacidad de almacenamiento en relación con la velocidad de alimentación, almacenando normalmente menos de una capacidad de 1-2 minutos a la velocidad de alimentación máxima. El receptor de filtro proporciona una fase final del sistema de transporte antes de que el material se descargue al proceso, que normalmente se encuentra muy cerca. Como tal, el receptor de filtro facilita los medios para aumentar o disminuir rápidamente la velocidad de alimentación del sistema al proceso a una velocidad de cambio muy por encima de la velocidad de cambio de la velocidad de alimentación posible desde un sistema de transporte neumático solo y sin la necesidad de almacenar grandes volúmenes de material al final de la tubería de transporte neumático. Por lo tanto, el sistema de transporte neumático de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención permite el uso de un sistema de transporte neumático con un proceso que, al menos de vez en cuando, requiere una velocidad rápida de cambio de alimentación de material, por ejemplo, desde la velocidad de alimentación mínima hasta la velocidad de alimentación máxima o desde la velocidad de alimentación máxima hasta cero en 30 segundos o menos, y no puede almacenar grandes cantidades de material directamente adyacente al proceso.
El receptor de filtro crea un búfer de material que se puede hacer funcionar para recolectar material, separar los medios de transporte neumático (gas, por ejemplo, aire) del material y alimentar el material a un proceso final. El receptor de filtro estará dispuesto para recibir material de un sistema de transporte neumático continuo de manera que se mantenga y/o recupere un peso o nivel constante después de un cambio rápido en la velocidad de alimentación directamente al proceso. Cuando la demanda del proceso aumenta repentinamente a una velocidad más allá de la que puede igualar el sistema de transporte neumático, el volumen de material almacenado en el receptor caerá y el sistema de control aumentará gradualmente con el tiempo la velocidad de transporte a la tubería de transporte neumático, de modo que la velocidad de transporte a la tubería posiblemente excede la demanda real del proceso. De esta forma, el peso y/o el volumen del material almacenado en el receptor de filtro aumentarán y se recuperarán hasta el punto objetivo de estado estable requerido dentro de un período de tiempo predefinido. Además, el sistema de control controlará la velocidad de aumento de la velocidad de alimentación a la tubería de transporte neumático de modo que el volumen o el peso del receptor de filtro nunca caiga por debajo de un nivel mínimo predefinido, para garantizar que el dispositivo de descarga del receptor de filtro funcione de manera predecible en todo el rango operativo completo, y que el proceso nunca sufra una escasez repentina de alimentación de material. Para garantizar esta condición, se descubrió que el volumen de almacenamiento del receptor de filtro debe ser de aproximadamente A a 1/8° del volumen del recipiente que alimenta la tubería de transporte neumático. La provisión de un receptor de filtro de este tipo da como resultado la reducción o eliminación de la pulsación de material en el proceso, que normalmente surge del transporte neumático, con el beneficio adicional de que el material se alimenta al proceso de manera más suave y predecible.
Muchos procesos se benefician del transporte de material con un mínimo de pulsaciones o sin ellas y, como tal, un transporte suave al proceso puede conducir, por ejemplo, a reacciones químicas o de otro tipo mejoradas en el proceso, o a un procesamiento o limpieza mejorados aguas abajo del gas ventilado. Además, el uso del receptor de filtro permite detener la velocidad del material procedente del sistema de transporte neumático, lo que permite que el material entre en el proceso a baja velocidad. Los beneficios de tener una entrada de material a baja velocidad son, por ejemplo, minimizar el desgaste debido al impacto o la erosión o minimizar la generación de polvo que surge del desgaste relacionado con la velocidad o aumentar el tiempo de residencia del material entregado dentro del proceso. De este modo, en muchos casos se mejora la eficacia y/o la eficiencia del proceso global.
Un sistema de transporte neumático de acuerdo con la presente invención puede, por ejemplo, prevenir o reducir la emisión de polvo porque un sistema de transporte neumático implica una manipulación de materiales totalmente cerrada, una contención de explosiones totalmente cerrada si se requiere, un posicionamiento conveniente del equipo especialmente facilitado por el pequeño volumen del recipiente de recepción en relación con la velocidad de transporte total, y pocas piezas móviles. Por lo tanto, el sistema representa un sistema de bajo mantenimiento en comparación con otras soluciones.
El sistema de control comprenderá un control lógico de microprocesador eléctrico (o similar, por ejemplo, lógica neumática). El control lógico y/o un sistema de pesaje y/o un sistema de medición de volumen estarán operativos para medir/monitorizar la velocidad de transporte del material al receptor de filtro, para medir la velocidad de cambio de peso o nivel en el receptor de filtro y estarán operativos para ajustar la velocidad de transporte al receptor de filtro de manera que el peso o el nivel objetivo de material en el receptor se logre aumentando, disminuyendo o manteniendo la velocidad de alimentación a la tubería de transporte neumático utilizando metodologías de control de bucle cerrado según sea necesario. El sistema de control puede comprender una pluralidad de dispositivos de alimentación mecánica que se hacen funcionar por rotación eléctrica o neumática, accionamientos de velocidad variable del motor y/o sensores de posición. Puede proporcionarse un dispositivo de alimentación mecánica entre la fuente de suministro y al menos un recipiente. Puede proporcionarse un dispositivo de alimentación mecánica a la salida de al menos un recipiente.
Se pueden proporcionar uno o más dispositivos de alimentación a la salida del receptor de filtro. El dispositivo de alimentación se puede hacer funcionar para aumentar la velocidad de alimentación del material desde la velocidad de alimentación mínima hasta la velocidad de alimentación máxima en un rango de 3 a 30 segundos o menos.
El filtro receptor puede incluir medios de filtración y/o separación ciclónica y/o medios de canalización para separar el material transportado de los medios de transporte, por ejemplo aire o nitrógeno.
Al menos un recipiente puede comprender un recipiente presurizado. Alternativamente, al menos un recipiente puede comprender un recipiente no presurizado.
Al menos un recipiente y el receptor de filtro pueden comprender detección de peso/masa o nivel, en donde los recipientes pueden funcionar para recibir y/o descargar material a un peso/nivel predeterminado de material contenido en el recipiente. Al menos un recipiente estará operativo para controlar la velocidad de cambio de peso y/o nivel de material.
El sistema puede comprender además una pluralidad de recipientes dispuestos en serie con el recipiente fuente, en donde el material puede ser descargado desde el recipiente fuente y recibido por un primer recipiente, cuyo material puede ser descargado posteriormente desde el primer recipiente a un segundo recipiente, tras alcanzar un peso y/o nivel de material predeterminados, el segundo recipiente se puede hacer funcionar para descargar material en la tubería para ser transportado a través de la tubería por medios neumáticos.
Alternativamente, el sistema puede comprender además una pluralidad de recipientes dispuestos en paralelo, donde un primer recipiente y un segundo recipiente están cada uno en comunicación con el recipiente fuente, estando dispuesto el primer recipiente para recibir material descargado del recipiente fuente y para descargar material en la tubería y el segundo recipiente que está dispuesto para recibir material descargado del recipiente fuente y para descargar material en la tubería, en donde el primer recipiente y el segundo recipiente reciben y descargan material alternativamente, en donde cuando el primer recipiente está recibiendo material del recipiente fuente el segundo recipiente está descargando material a la tubería y cuando el segundo recipiente está recibiendo material del recipiente fuente, el primer recipiente está descargando material a la tubería. Tanto el primer como el segundo recipiente pueden recibir material del recipiente fuente simultáneamente, pero la descarga del material del primer y segundo recipiente a la tubería se realiza por separado y alternativamente, con la intención de mantener un transporte continuo.
El sistema puede comprender una o más ventilaciones, en donde cada ventilación es controlable por el sistema de control de tal manera que cuando una o más ventilaciones están abiertas, la presión puede purgarse de al menos parte del sistema y cuando una o más ventilaciones están cerradas, la presión puede aumentarse o mantenerse en al menos parte del sistema.
El aparato de acuerdo con la presente invención proporciona un medio para aumentar o disminuir rápidamente la velocidad de alimentación desde el final del sistema a una velocidad de cambio muy superior a la velocidad de cambio de la velocidad de alimentación posible desde un sistema de transporte neumático solo. Por lo tanto, el aparato de acuerdo con la presente invención permite el uso de un sistema de transferencia neumática con un proceso que, de vez en cuando, puede requerir una rápida velocidad de cambio de alimentación de material, normalmente desde la velocidad de alimentación mínima hasta la velocidad de alimentación máxima en 3 a 30 segundos o menos, en circunstancias en las que la cantidad de espacio de almacenamiento cerca de la conexión del proceso está restringida, o es ventajoso por una pluralidad de razones tener una capacidad de almacenamiento muy pequeña en el punto de entrada del proceso. Dichas razones podrían comprender los beneficios económicos, las restricciones de espacio, los requisitos de mantenimiento y/o servicio, o razones relacionadas con la seguridad, tal como la contención o ventilación de explosiones o el almacenamiento de sustancias potencialmente peligrosas.
Se apreciará que para aumentar la velocidad de transporte en un sistema de transporte neumático y también para mantener el transporte en condiciones óptimas en todo el rango de funcionalidad requerido por el proceso, puede ser necesario proporcionar más medios de transporte neumático (por ejemplo, gas o aire) en el sistema de lo que sería necesario en condiciones de estado estable. Por lo tanto, un aumento rápido en la velocidad de alimentación puede requerir cantidades significativas de flujo de aire/energía adicional durante el período de cambio de velocidad, para evitar bloqueos por el material en la tubería de transporte. Esto es especialmente preocupante cuando la tubería de transporte recibe el material transportado desde recipientes presurizados como se describe por la presente invención. Esto se debe a que cualquier cambio en la presión de la tubería de transporte también debe ocurrir en el recipiente presurizado, lo que reduce la velocidad de aumento de la presión de todo el sistema debido al aumento total del volumen y, en consecuencia, reduciendo la velocidad a la que se puede aumentar la velocidad de alimentación a menos que se proporcione aire de presurización adicional. Al utilizar el aparato descrito, la cantidad de energía pico adicional o la capacidad de flujo de gas pico requerida por el sistema de transporte neumático desde el dispositivo de compresión, cuando se aumenta la velocidad, se reduce o se elimina significativamente, brindando beneficios de consumo de energía reducido y/o tamaños de motor reducidos en el dispositivo de compresión.
La presente invención utiliza una fase de almacenamiento intermedio de volumen relativamente muy pequeño, en forma de receptor de filtro. Al utilizar este sistema, se reduce cualquier exceso de capacidad requerida por el proceso para hacer frente al corto período de tiempo, las altas velocidades de cambio de la velocidad de alimentación de material y/o el aumento del flujo de gas, lo que puede tener un impacto significativo en el coste de producción, compra, instalación y funcionamiento del proceso en sí. Sin embargo, si el sistema de transporte neumático se configuró para alimentar el proceso directamente, es decir, excluyendo el recipiente de recepción, el proceso en sí requeriría una capacidad adicional para hacer frente a los medios de transporte neumático utilizados para transportar el material, ya que la instalación para separar los medios transportados de los medios neumáticos ya no existe. Esto puede ser una desventaja significativa para muchos procesos.
Si el sistema de transporte neumático fuera a alimentar el proceso directamente, cualquier presión en el proceso de recepción debe ser superada por el sistema de transporte neumático, aumentando así la potencia requerida para transportar neumáticamente el material. Al utilizar una disposición según la presente invención, la presión en el proceso se puede aislar del sistema de transporte por medio de uno o más dispositivos de alimentación descritos anteriormente con la ventaja de un consumo reducido de energía de transporte.
Si el sistema de transporte neumático fuera a alimentar el proceso directamente, se deben proporcionar consideraciones en el diseño del proceso para el potencial del sistema neumático para presurizar el proceso; por lo tanto, colocando potencialmente el proceso de recepción dentro del alcance de las regulaciones locales de presión y sus consecuencias asociadas. Mediante el uso del aparato de acuerdo con la presente invención, la presión en el sistema de transporte neumático se puede aislar del proceso, lo que facilita potencialmente la eliminación de las consideraciones o requisitos de diseño de presión del propio proceso.
Un aspecto adicional de la presente invención proporciona un método para aumentar o disminuir la velocidad de alimentación desde un aparato de transporte neumático que comprende las etapas de transportar material desde una fuente de suministro a un proceso y utilizar el aparato de transporte neumático que comprende:
descargar material desde una fuente de suministro al sistema de transporte neumático;
recibir material desde la fuente de suministro y descargar material al al menos un conducto;
suministrar y transportar medios neumáticos a través de al menos un conducto utilizando un dispositivo de compresión;
descargar material y medios neumáticos del al menos un conducto; recibir material y medios neumáticos en un receptor de filtro de volumen relativamente muy pequeño;
separar el material y los medios neumáticos de manera que el material pueda descargarse desde el receptor de filtro al proceso;
descargar material desde el receptor de filtro al proceso; y
controlar la velocidad de descarga del material y los medios neumáticos, transportando de este modo material de forma sustancialmente continua a lo largo del conducto hasta el receptor de filtro.
El aparato de transporte neumático puede ser como se define en el primer aspecto.
Mantener un peso y/o nivel objetivo en el receptor de filtro, y/o recuperar el peso y/o volumen objetivo, ajustando la velocidad de alimentación y la velocidad de cambio de la velocidad de alimentación a la tubería de transporte neumático que posteriormente transporta el material al receptor de filtro.
El método puede comprender además el control de la velocidad de alimentación del material descargado desde el filtro receptor al proceso, en donde el control comprende el aumento, la disminución o el mantenimiento de la velocidad de alimentación en un rango predeterminado.
Descripción de los dibujos
Ahora se describirán modos de realización de la presente invención, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una representación esquemática de un sistema transportador neumático de acuerdo con un modo de realización de la presente invención;
la figura 2 es una representación esquemática de un sistema transportador neumático de acuerdo con un modo de realización de la presente invención; y
la figura 3 es una representación esquemática de un sistema transportador neumático de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.
Descripción
La figura 1 ilustra un sistema 100 de transporte neumático, donde el material a granel se transporta desde un recipiente de almacenamiento o tolva 1 de alimentación a un proceso 2. Ejemplos de aplicaciones para dichos sistemas es el transporte de combustibles o aditivos (material a granel) a, por ejemplo, molinos, hornos, recipientes de reactores y similares, todos los cuales son ejemplos de procesos 2 como se indica en la figura 1.
En el ejemplo ilustrado, el material se transporta desde la tolva 1 de alimentación al proceso 2 usando una combinación de un sistema 3 de transporte neumático presurizado, un recipiente 4 de recepción y uno o más dispositivo(s) 6 mecánico(s) de transporte.
Como se ha descrito anteriormente, el ejemplo ilustrado representa un sistema de transporte neumático. Como tales, se requieren medios neumáticos para transportar el material a través del aparato. En el presente ejemplo, el medio neumático es gas, normalmente aire comprimido. El gas es proporcionado por un dispositivo 8 de compresión de gas. Se controla el caudal del dispositivo 8 de compresión de gas. Se apreciará que el control de flujo se puede controlar por medios estándar, ejemplos de los cuales podrían ser la variación de la velocidad de rotación del elemento de compresión, la utilización de válvulas de control de flujo y medidores de flujo, la utilización de una placa de orificio de borde cuadrado o la utilización de boquillas de Laval.
En el ejemplo ilustrado, el material a granel se alimenta a una tubería 11 de transporte neumático desde un recipiente 9 presurizado a través de un dispositivo 10 de alimentación, que se puede hacer funcionar para controlar y/o regular y/o restringir el flujo de material desde el recipiente 9 presurizado a la tubería 11. El medio neumático (gas) suministrado por el dispositivo 8 de compresión se entrega a la tubería 11 y se puede hacer funcionar para transportar el material a granel a través de la tubería 11 hasta el recipiente 4 de recepción. Dentro del recipiente 4 de recepción, el gas (medio de transporte) se separa del material a granel utilizando, por ejemplo, filtración y/o separación ciclónica/centrífuga y/o por canalización, tal que solo el material a granel se transporta al proceso 2 final.
El recipiente 9 presurizado funciona entre un nivel alto o peso 13 y un nivel bajo 12 o peso 13 para alimentar material a granel continuamente en la tubería 11 a través del dispositivo 10 de alimentación.
En el ejemplo ilustrado, se proporciona un dispositivo 14 de alimentación intermedia de manera que cuando el recipiente 9 presurizado alcanza un nivel o peso bajo, puede recibir material de la tolva 1 de alimentación a través del dispositivo 14 de alimentación intermedia (un recipiente "de bloqueo" presurizado). Como tal, se asegura el transporte continuo de material a través del dispositivo 10 de alimentación y la tubería 11 de transporte al recipiente 4 de recepción.
El dispositivo 14 de alimentación intermedia o recipiente "de bloqueo" presurizado actúa para volver a llenar el recipiente 9 presurizado realizando un ciclo entre la presión en la tolva 1 de alimentación y la presión en el recipiente 9 presurizado, con el material viajando desde la tolva 1 de alimentación al recipiente 14 de bloqueo a través de una válvula 15 cuando la presión en la tolva 1 de alimentación y el recipiente 9 presurizado son iguales y están sujetos a señales basadas en el tiempo o el peso.
Posteriormente, el material pasa del recipiente 14 al recipiente 9 presurizado a través de una válvula o dispositivo 16 de alimentación, cuando la presión en el recipiente 14 es igual a la presión en el recipiente 9 presurizado y sujeto a señales basadas en tiempo o peso.
El suministro de gas al sistema se controla y se introduce en los recipientes 14 y 9 a través de la válvula 17 o una pluralidad de válvulas 17. Las válvulas 17 también funcionan como una ventilación y se proporciona una ventilación adicional 18 en el recipiente 14 de bloqueo para controlar el flujo de gas, la presión y el flujo de material a través del sistema.
La disposición de la válvula 17 de presurización, o una pluralidad de válvulas 17 de presurización, puede configurarse de acuerdo con los métodos requeridos para presurizar y descargar satisfactoriamente los recipientes. Estos métodos a menudo varían de acuerdo con las características de los materiales que se transportan.
La secuencia para llenar, descargar, rellenar, presurizar y despresurizar (ventilar) el aparato es proporcionada por un controlador 19 lógico.
El material transportado se acumula dentro del recipiente 4 de recepción hasta que se alcanza un peso y nivel objetivo. Cuando se alcanza el nivel predeterminado, el material se transporta al proceso 2. En el ejemplo ilustrado, la transferencia de material desde el recipiente 4 de recepción al proceso 2 se realiza a través de uno o más dispositivos 6 de alimentación mecánica.
El sistema 100 incluye un sistema 19 de control, que se puede hacer funcionar para monitorear, hacer ajustes y mantener la velocidad de alimentación del material a través del sistema, utilizando métodos de control de bucle cerrado y técnicas de control de proceso tales como métodos proporcionales-integrales-derivados solos o en combinación. El sistema de control se puede hacer funcionar para controlar el nivel o el peso del material en el recipiente 4 de recepción variando la velocidad de alimentación desde el recipiente 9 presurizado y ajustando la posición o la velocidad de rotación del dispositivo 10 de alimentación.
Cuando el sistema, en particular los dispositivos 6, 10 de alimentación, se hace funcionar en condiciones de estado estable, el nivel o peso en el recipiente 4 de recepción permanece constante y se denomina peso objetivo, y está bajo el control del sistema 19 de control.
La figura 2 ilustra un sistema 101 de transporte neumático, que muestra un método alternativo de transporte de material desde una tolva 1 de alimentación a un recipiente 4 de recepción.
En el ejemplo ilustrado en la figura 2, se incluyen dos recipientes 9A y 9B presurizados. En el proceso de transporte de material desde la tolva 1 de alimentación al recipiente 4 de recepción, el material a granel pasa desde la tolva 1 de alimentación al recipiente 9A presurizado a través de una válvula 15A y luego se transporta a la tubería 11 de transporte neumático a través de un dispositivo 10A de alimentación, que se puede hacer funcionar para controlar y/o restringir y/o regular el flujo de material desde el recipiente 9A presurizado a la tubería 11. Como en el ejemplo ilustrado en la figura 1, el recipiente 9A presurizado funciona entre un estado de nivel o peso alto y un estado de nivel o peso bajo para alimentar material continuamente a la tubería 11 a través del dispositivo 10A de alimentación.
En el ejemplo ilustrado en la figura 2, los dos recipientes 9A y 9B presurizados se llenan secuencial o simultáneamente, pero cada uno alimenta material individualmente a través de los dispositivos 10A y 10B de alimentación respectivamente en ocasiones separadas, por lo que los recipientes 9A y 9B alimentan alternativamente material a la tubería 11 .
Cuando el primer recipiente 9A alcanza un nivel o peso que está entre lleno y vacío, el segundo recipiente 9B se llena desde la tolva 1 de alimentación a través de una válvula 15B. Cuando se determina que el segundo recipiente 9B está lleno, en relación con el volumen, el peso y/o el tiempo, la presión en el recipiente 9B aumenta utilizando la válvula 17 o una pluralidad de válvulas 17 para igualar la presión en el segundo recipiente 9B con la presión en el recipiente 9A. y/o la tubería 11. Cuando el recipiente 9B está lleno y las presiones se igualan, como se explicó anteriormente, el material se transporta a la tubería 11 desde el segundo recipiente 9B a través del dispositivo 10B de alimentación. Al mismo tiempo, deja de transportarse material a la tubería 11 desde el primer recipiente 9A a través del dispositivo 10A de alimentación.
La disposición de la válvula 17 de presurización, o una pluralidad de válvulas 17 de presurización, puede configurarse de acuerdo con los métodos requeridos para presurizar y descargar satisfactoriamente los recipientes. Estos métodos a menudo varían de acuerdo con las características de los materiales que se transportan.
Cuando se detiene la descarga de material de cualquiera de los recipientes 9A o 9B, lo que hace que el recipiente sea temporalmente redundante en este sentido, el recipiente 9A o 9B redundante se despresuriza utilizando la ventilación 18A o 18B apropiada para igualar la presión dentro del recipiente 9A o 9B con la presión en la tolva 1 de alimentación de manera que el recipiente 9A o 9B recibe material de la tolva de alimentación.
En el proceso ilustrado por la figura 2, el transporte de material entre la tolva 1 de alimentación y el recipiente 4 de recepción continúa con los recipientes 9A, 9B y los dispositivos 10A, 10B de alimentación funcionando alternativamente, por ejemplo, el recipiente 9A está descargando material a la tubería 11 a través del dispositivo 10A de alimentación mientras que el recipiente 9B recibe material de la tolva 1 de alimentación a través de la válvula 15B hasta que se alcanza un nivel/peso predeterminado en cuyo punto termina la descarga del recipiente 9A y comienza la descarga del recipiente 9B. Como tal, la alimentación continua de material a la tubería está asegurada por el controlador 19 del sistema.
Los sistemas de control funcionan de manera similar al método descrito en la figura 1.
La figura 3 ilustra un sistema 102 de transporte neumático, que muestra un método alternativo de transporte de material desde una tolva 1 de alimentación a un recipiente 4 de recepción.
En el ejemplo ilustrado en la figura 3 se incluye un recipiente 20 no presurizado. En el proceso de transporte de material desde la tolva 1 de alimentación al recipiente 4 de recepción, el material a granel pasa desde la tolva 1 de alimentación al recipiente 20 no presurizado a través de una válvula 15 y luego se transporta a la tubería 11 de transporte neumático a través de un dispositivo 21 de alimentación que es se puede hacer funcionar para controlar y/o restringir y/o regular el flujo de material desde el recipiente 20 no presurizado a la tubería 11. El dispositivo 21 de alimentación también es capaz de formar una barrera de presión adecuada entre el recipiente 20 y la tubería 11 de transporte.
El transporte de material a través de la tubería 11 hasta el recipiente 4 de recepción y más allá hasta el proceso 2 final es común a cada ejemplo ilustrado en las figuras 1, 2 y 3.
Como en los ejemplos ilustrados en la figura 1 y la figura 2, el sistema 102 funciona continuamente con el recipiente 20 no presurizado que se llena de acuerdo con las señales basadas en el peso, el nivel y el tiempo, por ejemplo, cuando el recipiente 20 alcanza un nivel o peso bajo, se puede rellenar con material descargado de la tolva 1 de alimentación a través de la válvula o dispositivo 15 de alimentación.
En los ejemplos ilustrados en las figuras 1,2 y 3, el recipiente 4 de recepción está equipado con un dispositivo 6 de alimentación, que facilita la descarga de material desde el recipiente de recepción al proceso adyacente.
El dispositivo 6 de alimentación está configurado de tal manera que es se puede hacer funcionar y es capaz de aumentar o disminuir la velocidad de alimentación desde el mínimo al máximo o desde la velocidad máxima a la velocidad mínima o muy rápidamente y normalmente en el rango de 3 a 30 segundos. Se apreciará que el posible aumento o disminución del dispositivo 6 de alimentación es mucho más rápido que el posible aumento o disminución de un sistema 3 de transporte neumático debido al tiempo que tarda el material en viajar a través de la tubería 11 de transporte y también debido al tiempo tomado para cambiar la presión en el sistema por ejemplo los recipientes 9; 9A, 9B influenciada por la capacidad de suministro del dispositivo 8 de compresión y la potencia del motor disponible asociada.
Se apreciará que el dispositivo 6 de alimentación puede responder a un aumento o disminución en la velocidad de alimentación más rápido de lo que puede responder el sistema 3 de transporte neumático. Como tal, el sistema 100, 101, 102 que usa el dispositivo 19 de control ajustará el peso y/o el nivel y/o la velocidad de cambio de peso o nivel en el recipiente de recepción de manera que el peso y/o el nivel en el recipiente 4 de recepción sea representativo de una posición de estado estable predeterminada. Como tal, el sistema 19 de control se hace funcionar para ajustar las condiciones del sistema, como la velocidad de alimentación del sistema 3 neumático, y los dispositivos 10, 10A, 10B, 21 de alimentación para garantizar que el peso/nivel de material en el recipiente 4 de recepción sea recuperado o mantenido en el nivel objetivo.
El sistema 19 de control está configurado para monitorizar, ajustar, controlar la relación entre los componentes del sistema 100, 101, 102 general, por ejemplo, la velocidad de alimentación de los dispositivos 6, 7, 10, 10A, 10B, 21 se controla de manera que está asegurada la alimentación continua de material y de manera que el material descargado desde el recipiente 4 de recepción al proceso 2 está optimizado para el transporte y las condiciones del proceso.
Si bien anteriormente se han descrito modos de realización específicos de la presente invención, se apreciará que las desviaciones de los modos de realización descritos aún pueden caer dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato (100) de transporte neumático que se puede hacer funcionar para transportar material desde una fuente de suministro a un proceso, el aparato (100) de transporte neumático que comprende:
un dispositivo (8) de compresión que se puede hacer funcionar para suministrar y transportar medios neumáticos a través de al menos un conducto (11);
una fuente (1) de suministro que se puede hacer funcionar para descargar material dentro el sistema de transporte neumático;
al menos un recipiente (9; 9A; 9B; 20) dispuesto para recibir material desde la fuente (1) de suministro y para descargar material al al menos un conducto (11);
un receptor (4) de filtro configurado para recibir material y medios neumáticos desde al menos un conducto (11) y que se puede hacer funcionar para separar material y medios neumáticos de manera que se pueda almacenar un volumen o peso predefinido de material y una gran capacidad descargada del receptor (4) de filtro a un proceso adyacente, donde una conexión de proceso que se forma donde el aparato se conecta al proceso está dentro de un rango horizontal o vertical de 1 m a 15 m;
un dispositivo de descarga conectado al receptor (4) de filtro
un sistema (19) de control capaz de medir y posteriormente mantener y/o recuperar a un peso o volumen fijo, la cantidad de material almacenado en el receptor (4) de filtro, variando la velocidad de alimentación a la tubería (11) de transporte neumático de acuerdo con los métodos de control de bucle cerrado, en donde un sistema de control también se hace funcionar para mantener el peso y/o el nivel del material dentro del receptor de filtro entre los límites superior e inferior predeterminados, de modo que el dispositivo de descarga que transporta el material al proceso retiene características operativas predecibles y como tal que el proceso nunca pueda sufrir una escasez de material y como tal que el método de separación del material y del medio de transporte nunca pueda verse comprometido, caracterizado porque el dispositivo de descarga se puede hacer funcionar para aumentar su velocidad de alimentación desde la velocidad de alimentación mínima hasta la velocidad de alimentación máxima durante un período de tiempo de entre 3 segundos y 30 segundos para descargar el material al proceso de una manera que cumpla con las demandas del proceso y sea mayor que la velocidad de aumento posible del sistema de transporte neumático solo, utilizando un sistema de control que se puede hacer funcionar para controlar la velocidad de descarga de material de tal manera que el material se transporta sustancialmente de forma continua, y en donde la capacidad de almacenamiento del receptor (4) de filtro está en el rango de 1 a 2 minutos de capacidad de transporte a la velocidad máxima y donde el volumen del receptor de filtro está en el rango de A a 1/8° del volumen del recipiente que recibe el material de la fuente (1) de suministro.
2. Un aparato (100) de transporte neumático según la reivindicación 1, en donde el sistema (19) de control comprende un control lógico, que incorpora características de control de bucle cerrado y técnicas de control de proceso tales como métodos proporcionales-integrales-derivados solos o en combinación, que se pueden hacer funcionar para controlar el peso y/o nivel y/o la velocidad de cambio de velocidad o nivel de material almacenado dentro del receptor de filtro mediante el control de la velocidad de descarga de material en el inicio de la tubería (11) de transporte neumático y, en consecuencia, al receptor (4) de filtro.
3. Un aparato (100) de transporte neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema (19) de control comprende una pluralidad de dispositivos de alimentación mecánica que se hacen funcionar por sensores de posición y/o de rotación motorizados o neumáticos; y opcionalmente que comprende uno o más dispositivos de alimentación mecánica entre la fuente de suministro y al menos un recipiente (9; 9A; 9B; 20).
4. Un aparato (100) de transporte neumático según la reivindicación 3, que comprende uno o más dispositivos de alimentación mecánica en la salida del al menos un recipiente; y opcionalmente que comprende uno o más dispositivos de alimentación en la salida del receptor (4) de filtro, en donde el dispositivo de alimentación se puede hacer funcionar para proporcionar la velocidad de alimentación y la velocidad de cambio de la velocidad de alimentación requerida por el proceso.
5. Un aparato (100) de transporte neumático según la reivindicación 4, en donde el dispositivo de alimentación se puede hacer funcionar para aumentar, disminuir o mantener la velocidad de alimentación de material de cero a 30 segundos.
6. Un aparato (100) de transporte neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el receptor (4) de filtro incluye uno o más de los siguientes: medios de filtración y medios de separación ciclónicos o centrífugos, o conductos; y opcionalmente en donde al menos un recipiente (9; 9A; 9B; 20) comprende un recipiente presurizado y/o una tubería de transporte presurizada.
7. Un aparato (100) de transporte neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde al menos un recipiente (9; 9A; 9B; 20) comprende un recipiente no presurizado.
8. Un aparato (100) de transporte neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos un recipiente (9; 9A; 9B; 20) y el receptor (4) de filtro comprenden una detección de peso o nivel, en donde los recipientes se pueden hacer funcionar para recibir y/o o descargar material con un peso y/o nivel predeterminado de material contenido en el recipiente.
9. Un aparato (100) de transporte neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una pluralidad de recipientes dispuestos en serie con el recipiente fuente, en donde el material puede descargarse del recipiente fuente y recibirse en un primer recipiente, cuyo material puede descargarse posteriormente del primer recipiente a un segundo recipiente, tras alcanzar un peso y/o nivel predeterminado de material, el segundo recipiente se puede hacer funcionar para descargar material en la tubería para ser transportado a través de la tubería por medios neumáticos; y opcionalmente en donde tanto el primer como el segundo recipiente están dispuestos para recibir material del recipiente fuente simultáneamente y para descargar material del primer y segundo recipiente a la tubería por separado y alternativamente.
10. Un aparato (100) de transporte neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una pluralidad de recipientes dispuestos en paralelo, en donde un primer recipiente y un segundo recipiente están cada uno en comunicación con el recipiente fuente, estando dispuesto el primer recipiente para recibir material descargado del recipiente fuente y para descargar material en la tubería y el segundo recipiente está dispuesto para recibir material descargado del recipiente (1) fuente y para descargar material en la tubería, donde el primer recipiente y el segundo recipiente reciben y descargan material alternativamente, en donde cuando el primer recipiente está recibiendo material del recipiente fuente, el segundo recipiente descarga material a la tubería y cuando el segundo recipiente está recibiendo material del recipiente fuente, el primer recipiente descarga material a la tubería.
11. Un aparato (100) de transporte neumático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una o más ventilaciones, en donde cada ventilación es controlable por el sistema de control de manera que cuando cada ventilación está abierta, la presión puede purgarse de al menos parte del aparato y cuando una o más ventilaciones están cerradas, la presión puede aumentar o mantenerse en al menos parte del aparato; y opcionalmente mediante el cual el control de las válvulas para la transferencia de material y/o la presurización de gas se hace funcionar de acuerdo con un control lógico basado en microprocesador, o similar (por ejemplo, lógica neumática), para lograr una presurización y un movimiento/transferencia satisfactorios del material.
12. Un método para aumentar o disminuir la velocidad de alimentación desde un aparato (100) de transporte neumático usando un aparato (100) de transporte neumático de acuerdo con cualquier reivindicación anterior que comprende transportar material desde una fuente de suministro a un proceso, utilizando el aparato (100) de transporte neumático que comprende las etapas de:
comprimir medios neumáticos y suministrar medios neumáticos a al menos un conducto (11);
descargar material desde una fuente (1) de suministro dentro del sistema de transporte neumático; recibir material desde la fuente (1) de suministro y descargar material al al menos un conducto (11);
transportar medios neumáticos a través de al menos un conducto (11);
descargar material y medios neumáticos del al menos un conducto (11);
recibir material y medios neumáticos en un receptor (4) de filtro;
separar el material y los medios neumáticos de manera que el material pueda descargarse desde el receptor (4) de filtro al proceso adyacente sin necesidad de almacenar más de 1-2 minutos de capacidad de transporte a la máxima velocidad de transporte;
descargar material desde el receptor (4) de filtro al proceso; y controlar la velocidad de descarga del material y los medios neumáticos por tanto transportando material de manera sustancialmente continua a lo largo del conducto hasta el receptor (4) de filtro.
13. Un método según la reivindicación 12, que comprende además controlar la velocidad de alimentación del material transportado al receptor de filtro y posteriormente al proceso para que se pueda lograr la velocidad de alimentación y/o la velocidad de cambio de la velocidad de alimentación requerida por el proceso, en donde el control comprende el aumento, la disminución o el mantenimiento de la velocidad de alimentación en un rango predeterminado y el logro de una velocidad de cambio de alimentación muy por encima de la posible de un sistema de transporte neumático solo.
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