ES2922549T3 - Unidad dosificadora para dosificar partículas o gránulos aislados a una receta de la mezcla y método para la misma - Google Patents

Unidad dosificadora para dosificar partículas o gránulos aislados a una receta de la mezcla y método para la misma Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a una unidad de dosificación y un método para dosificar partículas o gránulos individuales a una receta de mezcla. La unidad de dosificación según la invención comprende: un alojamiento con una entrada para las partículas o gránulos y un compartimento de almacenamiento para las partículas o gránulos; un canal de succión que se proporciona en la carcasa; un elemento de transferencia giratorio con una o más aberturas de succión que se mueve en relación con el canal de succión y se proporciona entre el canal de succión y el compartimiento de almacenamiento de manera que una partícula de gránulo es recogida por una de las una o más aberturas y transportada desde el almacenamiento compartimento para la receta de mezcla para la dosificación; un aislador configurado para separar las partículas o gránulos cuando se transfieren por una de las una o más aberturas del elemento de transferencia; un sensor configurado para medir proactivamente la dosificación de una partícula o gránulo individual; un controlador configurado para recibir una señal de medición del sensor antes de la dosificación real de la partícula o gránulo a la receta de mezcla y capaz de corregir la dosificación; y una salida para proporcionar las partículas individuales o gránulos a la receta de mezcla. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad dosificadora para dosificar partículas o gránulos aislados a una receta de la mezcla y método para la misma La presente invención se refiere a unidades de dosificación que están configuradas para dosificar partículas o gránulos aislados a una receta de la mezcla.
Las unidades de dosificación convencionales son capaces de dosificar una cantidad de partículas sólidas o gránulos a una composición o receta. El documento US2007/0266917-A1 divulga un dosificador de semillas para implementos de siembra agrícola para lograr una tasa/población de siembra correcta en el campo, usando un sensor para detectar celdas de semillas vacías del disco dosificador de semillas. Una celda vacía indica que habrá un salto en el campo.
Uno de los problemas con tales unidades de dosificación convencionales es la precisión insuficiente del proceso de dosificación. Especialmente en recetas que requieren la dosificación de una pequeña cantidad de partículas (aisladas), la precisión de tales unidades de dosificación convencionales es insuficiente.
El objeto de la presente invención es obviar los problemas antes mencionados y proporcionar una unidad de dosificación que sea capaz de dosificar partículas o gránulos aislados en una receta de la mezcla suficientemente precisa.
Este objeto se logra con la unidad de dosificación para dosificar partículas o gránulos aislados a una receta de la mezcla según la reivindicación 1.
Un compartimento de almacenamiento en el alojamiento de la unidad de dosificación es capaz de contener una cantidad de partículas o gránulos. Proporcionar un canal de succión en el alojamiento y proporcionar un elemento de transferencia giratorio entre este canal de succión y un compartimento de almacenamiento permite dosificar una partícula o gránulo aislado. Esto se logra aspirando una partícula o gránulo individual dentro de una de las aberturas u orificios en el elemento de transferencia giratorio. Al girar el elemento de transferencia, las partículas o gránulos aislados o individuales se mueven desde el compartimiento de almacenamiento hacia la salida de la unidad de dosificación. Esta salida proporciona las partículas o gránulos aislados a la receta de la mezcla. Se observa que el canal de succión también se denomina canal de vacío. En una realización actualmente preferida de la unidad de dosificación según la invención, el elemento de transferencia giratorio está concebido como un disco giratorio. Se entenderá que también podrían contemplarse otras formas o dimensiones para el elemento de transferencia.
Proporcionar un aislador que está configurado para aislar las partículas o gránulos cuando son transferidos por una de las una o más aberturas del elemento de transferencia, de manera que se pueda eliminar una partícula o gránulo adicional en o delante de la abertura. Esto evita dosificar dos partículas o gránulos en lugar de una partícula o gránulo con una única abertura. Por lo tanto, este aislador evita accidentalmente la dosificación doble o la sobredosificación de partículas o gránulos en la receta o composición. Esto mejora la precisión de dosificación general de la unidad de dosificación.
La unidad de dosificación está provista de un sensor que está configurado para medir proactivamente la dosificación de una partícula o gránulo aislado. Esto permite realizar una corrección en caso de que una abertura no esté provista de una partícula o gránulo. Esto evita una dosificación insuficiente de las partículas o gránulos. Esto se logra proporcionando una señal de medición desde este sensor a un controlador que es capaz de corregir la dosificación, antes de la dosificación real de la partícula o gránulo a la receta. Por ejemplo, el controlador puede activar el elemento de transferencia para que gire sobre un ángulo adicional para dosificar una partícula o gránulo que está presente en una abertura adicional del elemento de transferencia. Esto permite una corrección proactiva de la dosificación real. Esto también mejora la precisión de dosificación general de la unidad de dosificación.
La unidad de dosificación según la invención está provista de una entrada para permitir el suministro de una cantidad de partículas al compartimento de almacenamiento de la unidad de dosificación. Además, la unidad de dosificación está provista de una salida que está configurada para dosificar partículas o gránulos aislados según la receta de la mezcla deseada. Las partículas o gránulos se refieren preferentemente a partículas sólidas que tienen un tamaño medio de diámetro en el intervalo de 1-4 mm, con mayor preferencia tienen un tamaño medio de diámetro de aproximadamente 2 mm.
En una realización actualmente preferida de la invención, el aislador comprende un accionador. Al proporcionar al aislador un accionador/activador, es posible controlar el proceso de aislamiento de las partículas o gránulos. Además, el aislador se puede ajustar en función del tamaño de las partículas o gránulos que se estén dosificando. Esto mejora la flexibilidad de la unidad de dosificación según una realización preferida de la invención.
Según la invención, el sensor comprende un transmisor configurado para transmitir una señal a través de la abertura del elemento de transferencia, de manera que la presencia de una partícula o gránulo en o delante de la abertura se detecta antes de la dosificación real de la partícula o gránulo a la receta de la mezcla.
Al proporcionar un transmisor, el sensor es capaz de enviar una señal a través de la abertura para detectar una partícula o gránulo. El sensor comprende preferiblemente un detector de señal que envía una señal indicativa de la presencia de una partícula o gránulo al controlador de la unidad de dosificación. Proporcionando un sensor con un transmisor y preferiblemente un detector, es posible detectar la presencia de una partícula o gránulo en o delante de la abertura. Esto permite una medición proactiva de la siguiente etapa de dosificación. Preferiblemente, el sensor se proporciona entre el aislador y la salida. Tal posición del sensor permite la detección proactiva de la presencia de una partícula o gránulo en la siguiente etapa de dosificación. Además, también permite que el controlador tome medidas correctivas proactivas en caso de que no se detecten partículas o gránulos y permitir una dosificación correcta. Esto mejora aún más la precisión global de la unidad de dosificación según dicha realización preferida de la invención.
Preferiblemente, la señal del sensor que proporciona el sensor comprende una señal de haz de luz. Por ejemplo, esto puede estar relacionado con un láser o una señal infrarroja (cercana). Se entenderá que también se pueden contemplar otras señales del sensor de acuerdo con la invención. Por ejemplo, también se puede contemplar el uso de señales acústicas o ultrasónicas.
En otra realización preferida según la presente invención, la unidad de dosificación comprende además un sensor de dosificación configurado para determinar la dosificación real de la partícula o gránulo.
Proporcionar a la unidad de dosificación un sensor de dosificación permite determinar la dosificación real de una partícula o gránulo aislado a la receta de la mezcla. Esto proporciona al usuario o controlador de dicha realización de la unidad de dosificación información sobre la composición real de la receta dosificada. En una de las realizaciones actualmente preferidas, el sensor de dosificación se proporciona en o cerca de la salida de la unidad de dosificación. Esto permite que el sensor de dosificación realice una medición posterior a la dosificación de la partícula o gránulo que realmente se dosifica. Esto mejora aún más la precisión general de la unidad de dosificación.
En una realización actualmente preferida, la unidad de dosificación se proporciona tanto con el sensor, capaz de medir proactivamente la presencia de una partícula o gránulo, como con el sensor de dosificación, capaz de detectar después de la dosificación la dosificación real de una partícula o gránulo a la receta de la mezcla deseada. Tal combinación de sensores mejora aún más la precisión de la unidad de dosificación y permite un proceso de dosificación fiable y robusto.
En una de las realizaciones preferidas de la invención, el canal de succión que se proporciona en el alojamiento de la unidad de dosificación puede estar provisto de un venturi. Tal venturi está configurado para proporcionar una presión negativa o el denominado vacío en el canal de succión. Alternativamente, o en combinación con los mismos, se pueden aplicar otros medios para lograr una presión negativa o vacío en la unidad de dosificación de acuerdo con realizaciones alternativas de la invención. Por ejemplo, se puede aplicar una denominada bomba de vacío para lograr la presión negativa deseada o el denominado vacío.
En una realización actualmente preferida, el elemento de transferencia mueve una o más aberturas con respecto al canal de succión con una velocidad de hasta 25 aberturas por segundo, de manera que se pueden dosificar hasta 25 partículas o gránulos por segundo a la receta de la mezcla. Esto proporciona una capacidad aceptable para la unidad de dosificación en una de las realizaciones actualmente preferidas de la invención.
La invención se refiere además a un método para dosificar partículas o gránulos aislados a una receta de la mezcla según la reivindicación 8.
Tal método proporciona los mismos efectos y ventajas que los mencionados en relación con la unidad de dosificación. El método permite específicamente una dosificación precisa de partículas o gránulos de acuerdo con una receta de la mezcla específica. Especialmente, la corrección proactiva de la dosificación en respuesta a una señal de medición indicativa de la ausencia de una partícula o gránulo en o frente a una abertura del elemento de transferencia durante el proceso de dosificación mejora significativamente la precisión general del proceso de dosificación.
Alternativamente, o preferiblemente en combinación con esto, en una de las realizaciones de la invención, el método comprende además la etapa de medir la dosificación real de la partícula o gránulo a la receta de la mezcla. Esta detección posterior a la dosificación de la dosificación real de una partícula o gránulo aislado mejora aún más el proceso de dosificación general y permite mejorar aún más la precisión de la unidad de dosificación.
Otras ventajas, características y detalles de la invención se explican sobre la base de las modalidades preferidas de la misma, en donde se hace referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- las figuras 1 y 2 muestran la unidad de dosificación según la invención;
- las figuras 3 y 4 muestran vistas laterales de la unidad de dosificación de las figuras 1 y 2;
- la figura 5 muestra los detalles de la unidad de dosificación de las figuras 1-4;
- las figuras 6-8 muestran más detalles de la unidad de dosificación de las figuras 1-4.
La unidad de dosificación 2 (figuras 1-4) comprende la entrada 4 y el alojamiento 6. En la realización ilustrada, el alojamiento 6 comprende una primera parte 8 del alojamiento y una segunda parte 10 que están conectadas con una serie de bisagras 12 y cerradas con cerradura 14.
La primera parte 8 del alojamiento comprende el compartimento de almacenamiento 16 que está conectado a la entrada 4. En la realización ilustrada, el primer compartimento 8 también está provisto de una salida 18. Se entenderá que también puede contemplarse una configuración diferente de acuerdo con la presente invención. La segunda parte 10 del alojamiento está provista de conexiones externas, por ejemplo relacionadas con el accionamiento 20, el bloque de aire 22 que proporciona una entrada de aire y una salida de aire, y el actuador 24. También se pueden proporcionar otras conexiones y entradas a las partes 8, 10 del alojamiento.
El mezclador 26 (figura 5) gira alrededor del eje 28 con plumas o clavijas 30 mezcladoras para permitir la mezcla de partículas o gránulos en el compartimento 16. El disco giratorio 32 que tiene varias aberturas 34 también gira alrededor del eje 28 frente al canal de succión 36 que se proporciona en la segunda parte 10 del alojamiento.
En la realización ilustrada, el canal 36 (figuras 6 y 8) está configurado como un canal de tipo venturi para proporcionar una presión negativa. En la realización ilustrada, el disco o elemento de transferencia giratorio 32 gira en la dirección A (figura 5). Además, en la realización ilustrada, el canal 36 comienza cerca del fondo del compartimento 16.
Al aplicar una presión negativa o vacío en el canal 36, una partícula o gránulo se colocará por sí mismo frente a la abertura 34 y se moverá junto con la abertura 34 en el disco giratorio 32.
En la realización ilustrada, cerca de la parte superior del compartimento 16, se proporciona el aislador 38 (figuras 5 y 7). El aislador 38 elimina partículas o gránulos de doble capa en o frente a una abertura individual 34 de manera que solo una partícula o gránulo esté presente en o frente a una abertura individual 34 cuando la unidad de dosificación 2 está en uso. El aislador 38 se puede ajustar utilizando el elemento de ajuste 40. En la realización ilustrada, el elemento de ajuste 41 se puede accionar/activar manual o automáticamente. En la realización ilustrada, el elemento de ajuste 40 permite la rotación del eje 42 que está conectado al engranaje 44. En tal realización, el engranaje 44 coopera con la cremallera 46 para ajustar el aislador 38. Por ejemplo, el aislador 38 puede ajustar el tamaño efectivo de las aberturas 34 y se puede hacer un ajuste cuando sea necesario dosificar partículas o gránulos de otro tamaño con la unidad de dosificación 2.
El sensor 48 se proporciona para medir la presencia de una partícula o gránulo aislado en o delante de la abertura 34 en el disco 32. En la realización ilustrada, el sensor 48 se proporciona entre el aislador 38 y el canal de salida 18 que se proporciona en la primera parte 8 del alojamiento que involucra la guía 50. Opcionalmente, se proporciona un sensor adicional 52 en la salida 18 para determinar la dosificación real de una partícula o gránulo aislado.
En la realización ilustrada, el canal 36 termina después de tres cuartos de rotación. Para detener la presión negativa y liberar automáticamente la partícula o gránulo aislado, se proporciona el tope de canal 54. Opcionalmente, se proporciona una segunda ranura o canal 56 que se extiende sobre un ángulo pequeño para mejorar aún más la eficiencia general de la operación de la unidad de dosificación 2.
En la realización ilustrada, el controlador 58 (figura 6) del proceso general proporciona al controlador 60 de la unidad de dosificación 2 las instrucciones para dosificar una serie de partículas o gránulos según la receta de la mezcla deseada. El controlador 60 envía instrucciones a los actuadores de la unidad de dosificación 2 y puede recibir información de medición de uno o más sensores 48, 52. Al aplicar presión negativa o vacío al canal 36 en el disco giratorio 32, una partícula o gránulo será succionado a la abertura 34 y transferido desde el compartimiento 16 a la salida 18, pasando así al aislador 38. Si es necesario, el controlador 60 puede dar instrucciones a la unidad de dosificación 2 para que corrija la dosificación real en respuesta a uno o más de los sensores 48, 52, por ejemplo. La información de dosificación puede enviarse al controlador 58. Se entenderá que pueden contemplarse otras configuraciones de control para controlar la unidad de dosificación 2 de acuerdo con la invención.
Una de las posibles aplicaciones de la unidad de dosificación 2 es en un proceso de extrusión. Por ejemplo, el proceso requiere el suministro de 80 kg/h de material base o principal al que se deben dosificar cuatro partículas o gránulos por segundo. Esto puede relacionarse con partículas o gránulos colorantes. Esta dosificación se puede proporcionar con la unidad de dosificación 2.
En otro ejemplo, la unidad de dosificación 2 se usa en un proceso de moldeo por inyección o fundición a presión. Por ejemplo, tal proceso tiene una duración de ciclo o tiempo de ciclo de aproximadamente 10 segundos, un tiempo de inyección de aproximadamente 3 segundos para inyectar 50 gramos de material base o principal en cada inyección. La receta de la mezcla en este ejemplo requiere la dosificación de siete partículas o gránulos en cada inyección.
Esta dosificación de siete partículas o gránulos en cada etapa de inyección se puede realizar con la unidad de dosificación 2.
Se entenderá que también pueden contemplarse otros ejemplos y aplicaciones de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, dichos procesos pueden estar relacionados con la fabricación de piezas de automóviles, productos médicos, cableado, juguetes, artículos domésticos, material de embalaje, industria de la construcción, electrónica, piezas de máquinas, fibras, filamentos de impresoras 3D, dosificación de materiales reciclados, etc. Se entenderá que también pueden contemplarse otras aplicaciones de acuerdo con la presente invención.
La presente invención no se limita de ninguna manera a sus modalidades preferidas descritas anteriormente. Los derechos deseados se definen por las siguientes reivindicaciones dentro del alcance de las cuales se pueden prever muchas modificaciones.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Unidad de dosificación (2) para dosificar partículas o gránulos aislados a una receta de la mezcla, la unidad comprende:
    - un alojamiento (6) con una entrada (4) para las partículas o gránulos, y un compartimiento de almacenamiento (16) para las partículas o gránulos;
    - un canal de succión (36) que se proporciona en el alojamiento;
    - un elemento de transferencia giratorio (32) con una o más aberturas de succión (34) que se mueve en relación con el canal de succión y se proporciona entre el canal de succión y el compartimiento de almacenamiento de manera que una partícula de gránulo es recogida por una de la una o más aberturas y se lleva desde el compartimiento de almacenamiento a la receta de la mezcla para la dosificación;
    - un aislador (38) configurado para aislar las partículas o gránulos cuando son transferidos por una de la una o más aberturas del elemento de transferencia;
    - una salida (18) para proporcionar las partículas o gránulos aislados a la receta de la mezcla;
    - un sensor (48) configurado para medir proactivamente la dosificación de una partícula o gránulo aislado, en donde el sensor está configurado para medir la presencia de una partícula o gránulo aislado en o delante de una abertura (34) en el elemento de transferencia (32), de manera que se logre una señal de medición;
    - un controlador (58, 60) configurado para recibir la señal de medición del sensor antes de la dosificación real de la partícula o gránulo a la receta de la mezcla, caracterizado porque el controlador (58, 60) es capaz de corregir la dosificación;
    - en donde el sensor comprende un transmisor configurado para transmitir una señal a través de la abertura del elemento de transferencia de manera que la presencia de una partícula o gránulo en o frente a la abertura se detecte antes de la dosificación real de la partícula o gránulo a la receta de la mezcla.
  2. 2. Unidad de dosificación según la reivindicación 1, en donde el aislador comprende un actuador (24) que permite aislar las partículas o gránulos.
  3. 3. Unidad de dosificación según la reivindicación 1 o 2, en donde la señal del sensor comprende una señal de haz de luz.
  4. 4. Unidad de dosificación según una o más de las reivindicaciones anteriores, la unidad comprende además un sensor de dosificación (52) configurado para medir la dosificación real de la partícula o gránulo.
  5. 5. Unidad de dosificación según una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde el canal de succión está provisto de un venturi.
  6. 6. Unidad de dosificación según una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde las aberturas son adecuadas para recibir partículas o gránulos que tienen un tamaño medio de diámetro en el intervalo de 1 a 4 mm.
  7. 7. Unidad de dosificación según una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento de transferencia se configura de manera que se pueden dosificar hasta 25 partículas o gránulos por segundo a la receta de la mezcla.
  8. 8. Método para dosificar partículas o gránulos aislados a una receta de la mezcla, el método que comprende las etapas de:
    - proporcionar una unidad de dosificación (2) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
    - accionar el elemento de transferencia (32) y mover la una o más aberturas de succión del mismo con respecto al canal de succión (36) que se proporciona en el alojamiento de la unidad de dosificación; - aislar las partículas o gránulos en o frente a una abertura (34) de una o más aberturas (34) del elemento de transferencia con un aislador (38);
    - medir proactivamente la presencia de una partícula o gránulo aislado en o frente a una de las aberturas del elemento de transferencia con un sensor (48) y proporcionar una señal de medición a un controlador (58, 60); y
    - controlar la dosificación de la cantidad requerida de partículas o gránulos de acuerdo con la receta de la mezcla con el controlador (58, 60).
  9. 9. Método según la reivindicación 8, que comprende además la etapa de corregir la dosificación en respuesta a la señal de medición que indica la ausencia de una partícula o gránulo en o frente a una abertura del elemento de transferencia durante la dosificación.
  10. 10. Método según la reivindicación 8 o 9, que comprende además la etapa de medir la dosificación real de la partícula o gránulo a la receta de la mezcla.
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