ES2958857T3 - Transbordo de sólidos - Google Patents

Abstract

Un método y sistema para transcargar partículas sólidas desde una tolva a un contenedor de almacenamiento, sujetando una cubeta (110) a una compuerta de descarga de la tolva, teniendo la cubeta una parte superior, laterales y un fondo abiertos, un tubo de vacío (140) que se extiende hacia el interior de la cubeta, y al menos un aireador (150) situado en la cubeta, al que se le proporciona un gas aireador. El método comprende además evacuar al menos parcialmente el recipiente de almacenamiento para provocar al menos un vacío parcial en el mismo y aspirar un vacío a través de una manguera transportadora conectada a la cubeta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Transbordo de sólidos

Campo

Esta invención se refiere a dispositivos y métodos mejorados para transbordar materiales de partículas sólidas desde una tolva vertical a un contenedor de almacenamiento.

Entorno

Muchos contenedores de transporte a granel, tales como vagones tolva de ferrocarril, normalmente contienen una salida de descarga en forma de embudo o "tolva" en una parte inferior para que la carga a granel, tal como, por ejemplo, cereales, polvo de cemento, cenizas volantes y carbón, pueda descargarse rápidamente por la parte inferior. Así, es necesario un aparato para recibir la carga a granel según se descarga a través de la tolva para recoger y canalizar la carga a granel según se descarga. Con este fin, se ha intentado proporcionar un aparato que se conecte a la tolva de la parte inferior de los contenedores de transporte a granel que reciba la carga a granel según se descarga y canalice la carga a granel a una ubicación deseada, tal como un tanque de almacenamiento, vehículo de transporte, silo, o similares.

Los sólidos finos del producto de ácido adípico (AA) se cargan/descargan convencionalmente usando un sistema de foso de carga/descarga costoso y voluminoso, transportadores y tornillo sin fin. En un sistema, el AA se deja caer desde la parte inferior de una tolva de un vagón a un foso, y se levanta con un tornillo sin fin y se deja caer en la parte superior de un camión de carga a granel.

Un problema de dicha carga/descarga de sólidos finos es que estas partículas a granel tienden a adherirse bajo la presión de compactación en la carga del contenedor, montones, etc., y se forman grumos que luego obstruyen los puertos, salidas y líneas de flujo. Es necesario aplicar vibración mecánica a los tornillos sin fin para eliminar los grumos de las partículas y evitar interrupciones frecuentes de la operación. Este problema se vuelve aún más exagerado en el caso de sólidos con alta tendencia a adherirse debido a muchos factores, p. ej. carga superficial, naturaleza higroscópica, formas irregulares, etc.

Se han desarrollado transportadores neumáticos de tipo presión y de vacío en los que se fija un adaptador a las compuertas de descarga de la tolva del vagón de ferrocarril. Una o más mangueras neumáticas se unen al adaptador y el material se introduce por gravedad al interior del adaptador y se transporta en las mangueras mediante una corriente de aire dirigida a través de las mismas. Si bien dichos transportadores neumáticos han representado una mejora pronunciada con respecto a los transportadores mecánicos fijos o por gravedad en fosos hundidos, persisten varios problemas.

Por ejemplo, al transbordar sólidos con alta tendencia a adherirse, los sólidos pueden salir por las compuertas de descarga de la tolva en grumos, lo que puede bloquear las mangueras neumáticas y detener el proceso.

La patente US 3527 503A describe un conjunto de salida neumático para tolvas. El conjunto de salida neumático incluye una bandeja que está conectada al extremo de descarga de una tolva y comprende un tubo estacionario con una sección interior dispuesta dentro de la bandeja y que tiene secciones que sobresalen hacia fuera con respecto a la misma. La sección interior está ranurada en su superficie inferior y además está recortada en lados opuestos para proporcionar aberturas adyacentes a los extremos opuestos de la bandeja. Un tubo de control se monta de manera giratoria en el tubo estacionario e incluye una ranura de entrada alargada y ranuras de limpieza separadas que proporcionan una limpieza efectiva de la bandeja y los tubos después de que la mayor parte del material se haya extraído mediante succión. El tubo de control se puede mover a una pluralidad de posiciones indexadas para proporcionar la descarga de material más eficiente y rápida desde la tolva.

La patente US 4 018 484A describe una salida de descarga inferior neumática para tolvas, que tiene un conducto tubular que se prolonga desde al menos un lado de la salida al cual se puede aplicar succión de vacío o aire bajo presión para descargar la carga desde la salida de descarga.

La patente US 2014/261070A1 describe un conjunto de compuerta de salida para vagones tolva. Teniendo el conjunto de compuerta de salida un cuerpo, un conducto de descarga que tiene extremos opuestos que definen aberturas de descarga, un conducto de flujo de aire que tiene una abertura de flujo de aire adyacente a cada una de las aberturas de descarga y cubiertas extraíbles, cada una de las cuales encierra una de las aberturas de descarga, y la abertura de flujo de aire adyacente del conducto de flujo de aire. Las cubiertas definen un camino de flujo entre la abertura de descarga y la abertura de flujo de aire adyacente.

Sería ventajoso si se pudiera desarrollar un sistema transportador neumático, portátil y económico para transbordar eficientemente materiales de partículas sólidas con alta tendencia a adherirse directamente desde una compuerta de descarga de una tolva a un contenedor de almacenamiento.

Compendio

Se proporciona un sistema de transbordo para materiales de partículas sólidas según la reivindicación 1.

En una forma, la cubeta tiene lados en ángulo que convergen en el fondo.

Aún en otra forma, la cubeta tiene una sección transversal F (ver la Figura 4), en donde la sección transversal F tiene generalmente forma de V, o generalmente forma de U, o es generalmente trapezoidal.

Aún en otra forma, el tubo de vacío se prolonga a través de al menos un panel de extremo.

En una forma, la cubeta es una pirámide invertida.

En otra forma, la cubeta es una cubeta en forma de V, que tiene lados en ángulo que se extienden desde paneles de extremo verticales en cada extremo de la cubeta.

En otra forma, la cubeta es un cono truncado invertido.

En cualquiera de estas formas, el fondo de la cubeta puede estar en ángulo, tal como inclinándose de un lado al otro, o inclinándose desde el centro de la cubeta hasta los extremos.

Ventajosamente, en cualquiera de estas formas, la cubeta tiene más de un aireador y también puede tener al menos un tubo de aire de entrada que se prolonga al interior de la cubeta.

En cualquiera de estas formas, la longitud o el diámetro en la parte superior de la cubeta es aproximadamente la anchura de la compuerta de descarga de una tolva de vagón.

Convenientemente, el tubo de vacío tiene una boquilla de conexión en un extremo del mismo, fuera de la cubeta. También se proporciona un método para transbordar materiales de partículas sólidas según la materia objeto de la reivindicación 11.

En otra forma, el método comprende además controlar un nivel de vacío dentro de la cubeta variando las aberturas en al menos un tubo de entrada de aire que se prolonga al interior de la cubeta.

En algunas formas, el contenedor de almacenamiento es uno de entre un silo, un tráiler autocargante o una bolsa de embalaje.

Adicionalmente, el gas suministrado al aireador es uno de entre N<2>, aire, CO<2>, Ar, otro gas inerte o combinaciones de los mismos.

En otra forma, el o los aireadores están situados a los lados de la cubeta o en el fondo de la cubeta, o en ambos.Breve descripción de los dibujos

La presente descripción es susceptible a diversas modificaciones y formas alternativas; en los dibujos se han mostrado implementaciones ejemplares específicas de la misma y se describen en detalle en la presente memoria. Debe entenderse, sin embargo, que la descripción en la presente memoria de implementaciones ejemplares específicas no pretende limitar la descripción a las formas particulares descritas en la presente memoria.

Esta descripción debe cubrir todas las modificaciones y equivalentes según se definen en las reivindicaciones adjuntas. También debe entenderse que los dibujos no están necesariamente a escala, sino que se hace hincapié en ilustrar claramente los principios de realizaciones ejemplares de la presente invención. Es más, ciertas dimensiones pueden estar exageradas para ayudar a expresar visualmente dichos principios. Además, donde se considere apropiado, los números de referencia pueden estar repetidos entre los dibujos para indicar elementos correspondientes o análogos. Es más, dos o más bloques o elementos representados como distintos o separados en los dibujos pueden combinarse en un único bloque o elemento funcional. De manera similar, un único bloque o elemento ilustrado en los dibujos puede implementarse como múltiples etapas o mediante múltiples elementos en cooperación.

Las formas descritas en la presente memoria se ilustran a modo de ejemplo, y no a modo de limitación, en las figuras de los dibujos adjuntos y en las que los mismos números de referencia se refieren a elementos similares y en las que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva del sistema de transbordo descrito en la presente memoria;

La Figura 2 es una vista superior del sistema de transbordo descrito en la presente memoria;

La Figura 3 es una vista superior de una forma alternativa del sistema de transbordo descrito en la presente memoria;

Las Figuras 4 a 4F muestran otras formas alternativas del sistema de transbordo descrito en la presente memoria, con las Figuras 4A a 4D mostrando vistas en sección transversal desde el plano "F" de la Figura 4, y las Figuras 4E y 4F mostrando vistas laterales desde el plano "L" de la Figura 4;

La Figura 5 muestra otra forma alternativa del sistema de transbordo descrito en la presente memoria; y

La Figura 6 muestra otra forma alternativa del sistema de transbordo descrito en la presente memoria.

Descripción detallada

A continuación se describirán diversos aspectos con referencia a formas específicas seleccionadas con fines ilustrativos. Se apreciará que el espíritu y alcance del aparato, sistema y métodos descritos en la presente memoria no se limitan a las formas seleccionadas. Es más, cabe señalar que las figuras proporcionadas en la presente memoria no están dibujadas en ninguna proporción o escala particular, y que se pueden hacer muchas variaciones a las formas ilustradas.

Cada uno de los siguientes términos escritos en forma gramatical singular: "un", "una", "el" y "la", como se emplean en la presente memoria, también puede referirse a, y abarcar una pluralidad de la entidad u objeto indicado, a menos que en la presente memoria se defina o se indique específicamente lo contrario, o, a menos que el contexto claramente dicte lo contrario. Por ejemplo, las frases "un dispositivo", "un conjunto", "un mecanismo", "un componente" y "un elemento", como se emplean en la presente memoria, también pueden referirse a, y abarcar, una pluralidad de dispositivos, una pluralidad de conjuntos, una pluralidad de mecanismos, una pluralidad de componentes y una pluralidad de elementos, respectivamente.

Cada uno de los siguientes términos: "incluye", "que incluye", "incluyendo", "tiene", "que tiene", "teniendo", "comprende", "que comprende" y "comprendiendo" y sus variantes, derivados y/o conjugados lingüísticos o gramaticales, como se emplean en la presente memoria, significa "que incluye, pero no se limita a".

A lo largo de la descripción ilustrativa, los ejemplos y las reivindicaciones adjuntas, un valor numérico de un parámetro, característica, objeto o dimensión puede estar indicado o descrito en términos de un formato de intervalo numérico. Debe entenderse completamente que el formato de intervalo numérico indicado se proporciona para ilustrar la implementación de las formas descritas en la presente memoria, y no debe entenderse ni interpretarse como una limitación inflexible del alcance de las formas descritas en la presente memoria.

Es más, para indicar o describir un intervalo numérico, la frase "en un intervalo de entre aproximadamente un primer valor numérico y aproximadamente un segundo valor numérico" se considera equivalente a, y significa lo mismo que, la frase "en un intervalo de desde aproximadamente un primer valor numérico a aproximadamente un segundo valor numérico" y, por lo tanto, las dos frases con significado equivalente pueden usarse indistintamente.

Debe entenderse que las diversas formas descritas en la presente memoria no están limitadas en su aplicación a los detalles del orden o secuencia, y número, de etapas o procedimientos, y subetapas o subprocedimientos, de operación o implementación de formas del método o a los detalles de tipo, composición, construcción, disposición, orden y número del sistema, subunidades del sistema, dispositivos, conjuntos, subconjuntos, mecanismos, estructuras, componentes, elementos y configuraciones, y equipos periféricos, utilidades, accesorios y materiales de formas del sistema, establecidos en la siguiente descripción ilustrativa, dibujos adjuntos y ejemplos, a menos que en la presente memoria se indique específicamente lo contrario. Los aparatos, sistemas y métodos descritos en la presente memoria se pueden practicar o implementar según otras formas alternativas y de otras maneras alternativas.

También debe entenderse que todas las palabras, términos y/o frases técnicas y científicas utilizadas en la presente memoria a lo largo de la presente descripción tienen el significado idéntico o similar al que entiende comúnmente un experto en la técnica, a menos que en la presente memoria se defina o indique específicamente lo contrario. La fraseología, terminología y notación empleadas en la presente memoria a lo largo de la presente descripción tienen fines de descripción y no deben considerarse limitantes.

Las concentraciones, dimensiones, cantidades y otros datos numéricos se pueden presentar en la presente memoria en formato de intervalo. Debe entenderse que dicho formato de intervalo se utiliza simplemente por conveniencia y brevedad y debe interpretarse de manera flexible para incluir no sólo los valores numéricos citados explícitamente como límites del intervalo, sino también para incluir todos los valores numéricos individuales o subintervalos abarcados dentro de ese intervalo como si cada valor numérico y subintervalo estuviera explícitamente citado. Por ejemplo, se debe interpretar que un intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 200 incluye no sólo los límites explícitamente citados de 1 y aproximadamente 200, sino que también incluye tamaños individuales tales como 2, 3, 4, etc. y subintervalos tales como de 10 a 50, de 20 a 100, etc. De manera similar, debe entenderse que cuando se proporcionan intervalos numéricos, debe interpretarse que dichos intervalos proporcionan un respaldo literal para las limitaciones de las reivindicaciones que solo citan el valor inferior del intervalo, así como las limitaciones de las reivindicaciones que solo citan el valor superior del intervalo. Por ejemplo, un intervalo numérico descrito de 10 a 100 proporciona respaldo literal para una reivindicación que mencione "mayor que 10" (sin límites superiores) y una reivindicación que mencione "menor que 100" (sin límites inferiores). En las figuras, los números iguales indican estructuras y/o características iguales o similares; y cada una de las estructuras y/o características ilustradas puede no estar analizada en detalle en la presente memoria con referencia a las figuras. De manera similar, cada estructura y/o característica puede no estar etiquetada explícitamente en las figuras; y cualquier estructura y/o característica que se analice en la presente memoria con referencia a las figuras se puede utilizar con cualquier otra estructura y/o característica sin apartarse del alcance de la presente descripción.

En una forma, se describe un sistema de transbordo mejorado para transbordar materiales de partículas sólidas, especialmente partículas finas o polvos, desde una tolva a otro contenedor de almacenamiento, tal como un tráiler de un camión articulado, o un silo, o incluso una bolsa de embalaje del producto.

Muchos contenedores de transporte a granel, tales como vagones tolva de ferrocarril, normalmente contienen una salida de descarga en forma de embudo o "tolva" en una parte inferior para que la carga a granel, tal como, por ejemplo, arena, carbonato de sodio, cenizas volantes, partículas de sal, gránulos de revestimiento, partículas finas de metal, cereales, carbón pulverizado, polvo de cemento y similares, se pueda descargar rápidamente por la parte inferior. Así, es necesario un aparato para recibir la carga a granel según se descarga a través de la tolva para recoger y canalizar la carga a granel según se descarga. Sin embargo, un problema con la carga/descarga de sólidos tan finos es que estas partículas a granel pueden tender a adherirse entre sí bajo presión de compactación debido a muchos factores, p.ej. carga superficial, naturaleza higroscópica, formas irregulares, etc., y se forman grumos que luego obstruyen los puertos, salidas y líneas de flujo.

Las partículas muy pequeñas (finos) impactan negativamente la característica de carga/descarga en los sistemas de transbordo convencionales. En el sistema descrito, la aireación de los sólidos según son extraídos por succión bajo un suave vacío supera cualquier posible obstrucción y formación de grumos cuando hay grandes cantidades de finos presentes. Las partículas sólidas están en continuo movimiento, reduciendo así su aglomeración y compactación.

La fluidez de las partículas sólidas a veces se determina a partir de un ángulo de reposo, que es el ángulo máximo en el que un material granular puede descansar sobre un plano inclinado (de su montón) sin deslizarse hacia abajo. En este ángulo, el material en la cara inclinada del montón está a punto de deslizarse. El ángulo de reposo puede oscilar entre 0° y 90°. Los materiales con un ángulo de reposo reducido (<30°) forman montones planos y fluyen muy libremente. Por otro lado, los materiales con un ángulo de reposo alto (>45°) forman montones altos y su flujo es lento. Los factores que afectan al ángulo de reposo incluyen la morfología del material (partículas lisas, redondeadas, rugosas, que se traban), el contenido de humedad (higroscopicidad), la densidad, el área de superficie, formas y distribución de tamaños de las partículas, y el coeficiente de fricción del material. Algunos ejemplos de ángulos de reposo comunes son 22° (cuentas de vidrio), 27° (trigo), 30-40° (harina de maíz), 34° (arena seca), 40° (cenizas).

El ángulo de reposo del ácido adípico (en polvo) es de 30 a 40° [https://www.omega.com/green/pdf/MaterialChar_Guide.pdf]. Si bien los polvos de ácido adípico pueden ser algo fluidos, la presencia de un gran porcentaje de finos en el ácido adípico junto con sus formas cristalinas similares a plaquetas, distribuciones de tamaños y naturaleza higroscópica hacen que el producto fluya con dificultad durante el envío/manipulación y la carga/descarga de cargas de grandes contenedores.

Los productos de ácido adípico industrial se presentan en los siguientes intervalos

- intervalo de tamaños medios (D<50>) de partículas entre 100 y 450 micrómetros

- intervalo de % de finos (por debajo de 75 micrómetros) entre <5 y 25 (% en volumen) y en algunos casos hasta 45% en volumen.

- la densidad aparente oscila entre 721 y 881 kg/m3

- el % de finos varía con el tamaño medio de partícula (en micrómetros) como se muestra a continuación:

El sistema actualmente descrito resuelve este problema para tales productos de difícil flujo y puede utilizarse para transferir una amplia variedad de sólidos finamente divididos. El sistema se puede diseñar en función de los contenedores de envío a granel utilizados, y las condiciones de suministro de gas de aireación y vacío se pueden ajustar en función de los tamaños de partículas que se transborden. Por ejemplo, el sistema actualmente descrito puede admitir partículas con tamaños medios de partícula de aproximadamente 10 a 5000 micrómetros, tales como de aproximadamente 10 a 1000 micrómetros, o de aproximadamente 20 a 800 micrómetros, o incluso de aproximadamente 25 a 700 micrómetros.

Haciendo referencia a las Figuras 1 a 3, el sistema 100 de transbordo mejorado para materiales en partículas sólidas incluye una parte superior abierta, una cubeta 110 en forma de V que tiene dos paneles laterales 120 en ángulo que convergen en una línea central inferior. El ángulo interno entre los paneles laterales 120 se puede variar para alojar diferentes partículas/polvos en función de su tamaño, forma y/o pegajosidad. Por ejemplo, el ángulo interno puede ser de aproximadamente 60° a aproximadamente 150°, o de aproximadamente 80° a aproximadamente 140°, o incluso de aproximadamente 100° a aproximadamente 130°. Sin embargo, en aplicaciones de vagones tolva de ferrocarril, el ángulo de los paneles laterales puede estar limitado por el espacio disponible debajo del vagón. Cuando no está limitado por el espacio superior, el ángulo interno de los paneles laterales puede variar desde aproximadamente 0° (paralelo) hasta aproximadamente 170°.

La cubeta en forma de V también tiene un primer y segundo paneles 130, 131 respectivamente de extremo verticales y un tubo 140 de vacío que se prolonga desde el exterior de la cubeta 110 en forma de V, a través del primer panel 130 de extremo. Opcionalmente, como se ilustra mediante las líneas discontinuas en la Figura 2, el tubo 140a de vacío puede prolongarse al interior de la cubeta 120 en forma de V. Convenientemente, la longitud de la cubeta en forma de V es aproximadamente la anchura de la compuerta de descarga de una tolva de vagón.

El tubo 140 de vacío tiene una boquilla 141 que se puede conectar a una manguera transportadora de vacío (no mostrada) en un extremo y a un receptor o contenedor de almacenamiento adecuado en el otro extremo de la manguera. Las partículas sólidas son aspiradas por vacío a través de la manguera de vacío y al interior del contenedor de almacenamiento. Ventajosamente, el diámetro del tubo 140 de vacío puede ser de aproximadamente 2,5 cm a aproximadamente 15,0 cm, o de aproximadamente 5,0 cm a aproximadamente 12,5 cm, o incluso de aproximadamente 7,5 cm a aproximadamente 12,5 cm. El nivel de vacío aplicado al tubo de vacío puede variar desde aproximadamente 1,2 kPa hasta aproximadamente 5,0 kPa, pero pueden ser necesarios niveles de vacío más altos para mangueras de vacío más largas.

La cubeta en forma de V también tiene al menos uno o una serie de aireadores 150 situados a lo largo de cada panel lateral 120 en ángulo, que están conectados a un tubo colector 151 de gas presurizado, para suministrarles gas presurizado. Sin desear limitarse a ninguna teoría, se cree que los aireadores ayudan tanto a romper cualquier grumo que pueda caer en la cubeta como a fluidificar los materiales de partículas sólidas, haciendo que sean más fáciles de transportar a través de la manguera de vacío y al interior del contenedor de almacenamiento. Un aireador adecuado es el fluidificador de transporte Solimar, disponible en Integrated Transfer Solutions, PTY, LTD de Victoria Australia. Gases adecuados que se pueden suministrar al aireador son N<2>, aire, CO<2>, Ar, otros gases inertes, o combinaciones de los mismos. El número de filas de aireadores que se puede utilizar puede variar según la aplicación. Por ejemplo, el número de filas de aireadores en un panel lateral puede ser de 1 a 5, o de 1 a 4, o de 1 a 3, o incluso una sola fila. El número de orificios/dispositivos aireadores en cada fila puede ser de 1 a 10, o de 2 a 8, o de 2 a 6, o de 2 a 5. Los orificios pueden variar en diámetro de aproximadamente 0,6 cm a aproximadamente 7,5 cm. El diámetro del tubo colector 151 puede oscilar entre aproximadamente 0,6 cm y aproximadamente 15,0 cm.

Como alternativa, el sistema de suministro de gas puede diseñarse como una rejilla (no mostrada), similar a un rociador de gas, en el fondo interior de la cubeta 110, que esté conectada al tubo colector de suministro de gas.

Según la invención, el sistema de transbordo tiene una o más puertas 170, 171, dimensionadas para cubrir al menos parcialmente la parte superior abierta de la cubeta 110. En esta forma ilustrada, las puertas 170, 171 están posicionadas de manera deslizable dentro de ranuras a lo largo de las partes superiores de los paneles 130, 131 de extremo y las puertas son deslizables en las direcciones de las flechas A y B para variar la anchura de la abertura de la cubeta 110. Esta variabilidad es ventajosa al ajustar la anchura de la abertura de la cubeta para que coincida con la compuerta de descarga de una tolva superpuesta, ya que no todas las tolvas de vagones tienen el mismo tamaño de abertura. El ajuste de la abertura de la puerta para que coincida con la compuerta de descarga de la tolva superpuesta actúa para reducir la pérdida de vacío dentro del sistema. Gracias a las puertas deslizables, se puede utilizar un único sistema de transbordo en casi cualquiera de las compuertas de descarga de tolva de distintos tamaños.

El sistema de transbordo también tiene al menos un tubo 160 de aire de entrada que se prolonga al interior de la cubeta, tal como a través del segundo panel 131 de extremo, para proporcionar aire de reposición para el sistema 100 de transbordo cuando el tubo 140 de vacío está extrayendo vacío. Este sistema proporciona un camino de aire desde el exterior de la cubeta 110, a través de la cubeta y el tubo 140 de vacío y hacia el interior de una manguera transportadora de vacío (no mostrada) que conecta el sistema 100 de transbordo a un contenedor de almacenamiento adecuado (no mostrado). El volumen de aire de reposición y, por tanto, el nivel de vacío dentro del sistema, se puede controlar variando el tamaño de la abertura del tubo de aire de entrada con una válvula o similar.

Las Figuras 4 a 4F muestran otras formas alternativas de la cubeta. En la Figura 4, el panel de extremo se designa F (o frontal) y el panel lateral se designa L (o lateral), y los diseños de cubeta alternativos se designan 110a. La Figura 4A muestra una vista de F, que ilustra una cubeta en forma de V como se describe en la Figura 1. La Figura 4B muestra una cubeta alternativa que tiene paneles laterales generalmente convexos, que forman una sección transversal en forma de U. La Figura 4C muestra otra cubeta alternativa que tiene paneles laterales trapezoidales. La Figura 4D muestra otra cubeta alternativa que tiene paneles laterales cóncavos. Las Figuras 4E y 4F muestran formas alternativas para la cubeta en dirección longitudinal. En la Figura 4E, la cubeta tiene un fondo generalmente inclinado desde un panel de extremo al otro. En la Figura 4F, la cubeta tiene dos fondos inclinados de forma opuesta, con un pico en el medio, de manera que las partículas sólidas pueden transferirse hacia ambos paneles de extremo simultáneamente y hacia los tubos 140 de vacío, provistos en ambos paneles de extremo.

La Figura 5 muestra otro diseño alternativo para la cubeta 110b, en donde tanto los paneles laterales como los paneles de extremo están en ángulo, formando una pirámide invertida. La Figura 6 muestra otro diseño alternativo para la cubeta 110c, que es un cono truncado invertido que tiene el tubo 140 de vacío prolongándose desde cerca, o en el fondo, del cono.

Adicionalmente se presenta un método para transbordar materiales de partículas sólidas desde una tolva a un contenedor de almacenamiento que incluye sujetar la cubeta descrita anteriormente a una compuerta de descarga de la tolva. Tanto la cubeta como la compuerta de descarga de la tolva tienen una pestaña o labio en los bordes exteriores de las mismas adecuados para sujetar una a la otra, tal como mediante abrazaderas en C o similares. El contenedor de almacenamiento se puede evacuar al menos parcialmente para provocar al menos un vacío parcial en el mismo, y aplicar vacío al tubo de vacío de la cubeta en forma de V a través de una manguera transportadora de vacío, que está unida en un primer extremo al tubo de vacío y en un segundo extremo al contenedor de almacenamiento evacuado. Se aplica a los aireadores una presión de gas de aproximadamente 117 kPa a aproximadamente 241 kPa, o de aproximadamente 158 kPa a aproximadamente 172 kPa, para ayudar a fluidificar las partículas sólidas y dispersar cualquier conglomerado grumoso de partículas. Luego se abre la compuerta de descarga de la tolva para permitir que las partículas sólidas caigan en la cubeta en forma de V y posteriormente se transporten a través de la manguera de vacío y al interior del contenedor de almacenamiento.

El método también puede incluir ajustar una o más puertas que están dimensionadas para cubrir al menos parcialmente la parte superior abierta de la cubeta. Las puertas pueden estar posicionadas de manera deslizable dentro de ranuras a lo largo de las partes superiores de los paneles de extremo para hacer coincidir la anchura de la abertura de la cubeta con la abertura de la compuerta de descarga de la tolva superpuesta. Esta etapa se realiza antes de sujetar la cubeta a la compuerta de descarga.

Dado que los niveles de vacío dentro del sistema pueden variar, tal como debido a la cantidad de partículas en la tolva, el método también incluye controlar el nivel de vacío dentro de la cubeta variando las aberturas en al menos un tubo de entrada de aire que entra en la cubeta. Por ejemplo, el tubo de entrada de aire puede ser uno que se prolongue a través del segundo panel de extremo de la cubeta. La entrada de aire actúa para formar una corriente de aire a través de la cubeta y al interior del sistema de vacío, mejorando el flujo al interior del contenedor de almacenamiento.

Ventajosamente, el contenedor de almacenamiento puede ser un silo, un tráiler autocargante o una bolsa de embalaje.

Ejemplos

Ejemplo 1

Una cubeta en forma de V (ángulo interno de aproximadamente 120°) que tenía paredes de extremo verticales y un tubo de vacío (10 cm de diámetro) a través de una de las paredes de extremo se sujetó a una compuerta de descarga de tolva en un vagón que transportaba polvo de ácido adípico de flujo libre (FFA, por sus siglas en inglés) (como se describe en la patente de EE.UU. N° 8066 911). Se abrió la compuerta de la tolva y se aplicó vacío a la cubeta en forma de V desde una manguera transportadora conectada a un tráiler autocargante. La transferencia del polvo de FFA fue lenta pero exitosa.

Ejemplo 2

La cubeta en forma de V del Ejemplo 1 se sujetó a una compuerta de descarga de tolva en un vagón que transportaba polvo de ácido adípico de grano grande (LGA, por sus siglas en inglés) (intervalo de tamaño de partículas, D<10>- D<90>(gm): 200 - 700; tamaño medio de partículas, D<50>(gm): 350 - 400; partículas <75 gm (%): <1%). Se abrió la compuerta de la tolva y se aplicó vacío a la cubeta en forma de V desde una manguera transportadora conectada a un tráiler autocargante. La transferencia del polvo LGA no tuvo éxito.

El fallo del sistema en el Ejemplo 2 fue sorprendente, ya que a diferencia de los cristales de FFA que tienen una forma irregular, los cristales de LGA tienen generalmente una forma ovoide y se esperaba que fluyeran libremente al interior del sistema.

Ejemplo 3

La cubeta en forma de V del Ejemplo 1 se modificó para incluir una serie de tres aireadores Solimar (5 cm de diámetro) en cada pared en ángulo. La cubeta en forma de V modificada se sujetó a una compuerta de descarga de tolva en un vagón que transportaba polvo FFA. Se proporcionó aire presurizado (aproximadamente 158 a 172 kPa) a los aireadores, se abrió la compuerta de la tolva y se aplicó vacío (3 kPa) a la cubeta en forma de V desde una manguera transportadora conectada a un tráiler autocargante. La transferencia del polvo de FFA fue rápida y exitosa.

Ejemplo 4

La cubeta en forma de V modificada del Ejemplo 3 se sujetó a una compuerta de descarga de tolva en un vagón que transportaba polvo de LGA. Se proporcionó aire presurizado a los aireadores, se abrió la compuerta de la tolva y se aplicó vacío a la cubeta en forma de V desde una manguera transportadora conectada a un tráiler autocargante. La transferencia del polvo LGA fue rápida y exitosa.

La siguiente tabla proporciona una comparación entre los caudales de transbordo utilizando el método convencional de barrena/foso y el sistema y método actualmente descritos.

Aplicabilidad industrial

Los sistemas y métodos descritos en la presente memoria son aplicables a las industrias de embalaje y transporte de productos químicos y alimentos.

Se cree que la descripción expuesta anteriormente abarca múltiples invenciones distintas con utilidad independiente. Si bien cada una de estas invenciones se ha descrito en su forma preferida, las realizaciones específicas de las mismas tal como se describen e ilustran en la presente memoria no deben considerarse en un sentido limitante, ya que son posibles numerosas variaciones.

De manera similar, cuando las reivindicaciones citan "un" o "un primer" elemento o el equivalente de los mismos, se debe entender que tales reivindicaciones incluyen la incorporación de uno o más de tales elementos, sin requerir ni excluir dos o más de tales elementos.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1.Un sistema (100) de transbordo para materiales de partículas sólidas, que comprende una cubeta (110, 110a, 110b, 110c) que tiene una parte superior abierta, lados (120, L) y un fondo, al menos un tubo (140) de vacío que se prolonga al interior de la cubeta cerca del fondo, en donde los lados se extienden desde paneles de extremo en cada extremo de la cubeta, y los paneles (130, 131) de extremo son generalmente verticales o están en ángulo, caracterizado por al menos un aireador (150) situado en la cubeta, en donde el al menos un aireador está configurado para conectarse a un suministro de gas presurizado,

comprendiendo además el sistema una o más puertas (170, 171) dimensionadas para cubrir al menos parcialmente la parte superior abierta de la cubeta, posicionadas de manera deslizable dentro de ranuras a lo largo de las partes superiores de los paneles de extremo, puertas que son deslizables para variar la anchura de la abertura de la cubeta.

2. El sistema de la reivindicación 1, que tiene lados (120) en ángulo que convergen en la parte inferior.

3. El sistema de cualquier reivindicación precedente, en donde la cubeta:

tiene una sección transversal F, en donde la sección transversal F tiene generalmente forma de V, o generalmente forma de U, o es generalmente trapezoidal;

es una pirámide invertida; o

es un cono truncado invertido.

4. El sistema de la reivindicación 1 ó 2, en donde el tubo de vacío se prolonga a través de al menos un panel (130, F) de extremo, opcionalmente en donde el tubo de vacío tiene una boquilla de conexión en un extremo del mismo, fuera de la cubeta.

5. El sistema de cualquier reivindicación precedente, en donde la cubeta es una cubeta en forma de V, que tiene lados (120) en ángulo que se extienden desde paneles (130, 131) de extremo verticales en cada extremo de la cubeta.

6. El sistema de cualquier reivindicación precedente, en donde el fondo está en ángulo.

7. El sistema de cualquier reivindicación precedente, con más de un aireador (150).

8. El sistema de la reivindicación 5, cuando depende de las reivindicaciones 4 y 2, que comprende una serie de aireadores (150) situados a lo largo de cada panel lateral en ángulo.

9. El sistema de cualquier reivindicación precedente, que comprende además al menos un tubo (160) de aire de entrada que se prolonga al interior de la cubeta.

10. El sistema de cualquier reivindicación precedente, en donde la longitud o el diámetro en la parte superior de la cubeta es aproximadamente la anchura de la compuerta de descarga de una tolva de vagón.

11. Un método para transbordar materiales de partículas sólidas desde una tolva a un contenedor de almacenamiento, que comprende:

sujetar una cubeta (110) a una compuerta de descarga de dicha tolva, teniendo dicha cubeta una parte superior abierta, lados y un fondo, al menos un tubo (140) de vacío que se prolonga al interior de la cubeta cerca del fondo, y al menos un aireador (150) situado en la cubeta;

evacuar al menos parcialmente dicho contenedor de almacenamiento para provocar al menos un vacío parcial en su interior;

aplicar vacío a dicho tubo de vacío a través de una manguera transportadora de vacío unida en un primer extremo a dicho tubo de vacío y en un segundo extremo a dicho contenedor de almacenamiento evacuado;

aplicar una presión de gas a dicho aireador;

abrir dicha compuerta de descarga de la tolva para permitir que dichas partículas sólidas caigan en dicha cubeta; transportar dichas partículas sólidas a través de dicha manguera de vacío y al interior de dicho contenedor de almacenamiento; y

comprendiendo además el método ajustar una o más puertas (170, 171) dimensionadas para cubrir al menos parcialmente la parte superior abierta de la cubeta, posicionadas dichas puertas de manera deslizable en la parte superior de la cubeta, para hacer coincidir la anchura de la abertura de la cubeta con la abertura de la compuerta de descarga de la tolva, antes de sujetar la cubeta a la compuerta de descarga.

12. El método de la reivindicación 11, en donde la cubeta es una cubeta (110) en forma de V que tiene dos paneles laterales (120) en ángulo que convergen en un fondo y un primer y segundo paneles (130, 131) de extremo verticales, prolongándose el tubo de vacío desde el exterior de la cubeta en forma de V y a través del primer panel de extremo, y teniendo la cubeta en forma de V una serie de aireadores (150) situados a lo largo de cada panel lateral (120) en ángulo.

13. El método de la reivindicación 11 ó 12, que comprende además controlar un nivel de vacío dentro de la cubeta (110) variando las aberturas en al menos un tubo de entrada de aire que se prolonga al interior de la cubeta.

14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en donde dicho contenedor de almacenamiento es uno de entre un silo, un tráiler autocargante o una bolsa de embalaje.

15. El método de la reivindicación 11, o de la reivindicación 13 ó 14 cuando depende de la reivindicación 11, en donde el gas es uno de entre N<2>, aire, CO<2>, Ar, otro gas inerte o combinaciones de los mismos; y/o

el/los aireador/es está/n situado/s en los lados de la cubeta o en el fondo de la cubeta, o ambos.