IT202000015103A1 - Apparato e metodo di dosaggio per formare miscele polimeriche - Google Patents

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Davide Cappellini
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Piovan Spa
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Description

Descrizione di invenzione industriale
Apparato e metodo di dosaggio per formare miscele polimeriche
[0001] L?invenzione concerne un apparato e un metodo di dosaggio per formare miscele polimeriche, in particolare per il dosaggio di materiali plastici sfusi o incoerenti, aventi forma granulare e/o micro granulare e/o di scaglia e/o di polvere o similari, quali ad esempio materiali polimerici, additivi e altri ingredienti (ad esempio cariche) di una miscela polimerica utilizzata per produrre un oggetto in plastica.
[0002] In particolare, l?invenzione riguarda un metodo di controllo di un apparato di dosaggio per macchine destinate ad alimentare impianti per il trattamento e la trasformazione dei suddetti materiali plastici, ad esempio impianti di estrusione e successivo stampaggio per iniezione, soffiaggio, compressione.
[0003] Sono note macchine dosatrici e/o mescolatrici che includono apparati di dosaggio che provvedono a erogare, a una sottostante unit? operativa, quantit? dosate di diversi materiali plastici granulari che compongono una miscela da trattare. In una macchina dosatrice l?unit? operativa pu? essere direttamente una macchina di trasformazione, quale ad esempio un estrusore o una pressa ad iniezione. In una macchina mescolatrice l?unit? operativa ?, generalmente, una unit? di miscelazione a monte di un?eventuale macchina di trasformazione e a valle dell?apparato di dosaggio. Tipicamente, le macchine dosatrici e/o mescolatrici comprendono una pluralit? di serbatoi o tramogge di carico che contengono i rispettivi prodotti polimerici o additivi o altro, in formato incoerente, e che alimentano l?apparato di dosaggio, che pu? essere di tipo gravimetrico o volumetrico. Sono note macchine dosatrici e/o mescolatrici che comprendono un apparato di dosaggio per ciascuna tramoggia di prodotto.
[0004] Negli apparati di dosaggio noti sono utilizzati mezzi estrattori quali coclee, tamburi, dischi, che prelevano dalle tramogge predefiniti volumi di materiale da trasferire all?unit? operativa, quale ad esempio l?unit? di miscelazione. In alternativa ai mezzi estrattori, ciascuna tramoggia dell?apparato di dosaggio ? provvista di una serranda o otturatore che, mediante movimenti lineari o rotazionali, apre o chiude un?apertura di dosaggio e scarico della tramoggia.
[0005] ? noto che la quantit? di materiale dosato nell?unit? di tempo ? funzione delle dimensioni e delle caratteristiche geometriche dell?apparato di dosaggio e delle caratteristiche del materiale plastico incoerente, queste ultime essendo caratteristiche chimico-fisiche quali, ad esempio, peso specifico, forma, dimensioni, scorrevolezza, tipo di polimero, tipo di riempitivo, tipo di additivo, temperatura dei granuli, umidit? dei granuli, eccetera. ? altres? noto che le dimensioni e le caratteristiche geometriche dell?apparato di dosaggio, nonch? le caratteristiche del materiale plastico incoerente, influenzano il tempo di dosaggio.
[0006] Gli apparati di dosaggio volumetrici sono maggiormente influenzati dalle caratteristiche del prodotto da dosare e sono quindi pi? idonei per applicazioni in cui la precisione di dosaggio richiesta non ? elevata e per dosare una pluralit? di prodotti aventi caratteristiche (peso specifico, forma, dimensioni, scorrevolezza, eccetera) simili tra loro.
[0007] Negli apparati di dosaggio di tipo gravimetrico sono previsti sistemi di pesatura che controllano in continuo e in retroazione la quantit? o il volume di prodotto in uscita dalle tramogge, misurando la variazione di peso di queste ultime durante la fuoriuscita del prodotto (dosaggio gravimetrico a perdita di peso e/o a batch). Sono noti mezzi di regolazione che provvedono a controllare il flusso di prodotto in uscita dalle tramogge sulla base delle indicazioni del sistema di pesatura. Pi? precisamente, il flusso di prodotto in uscita viene arrestato quando ? stata dosata una predeterminata quantit? di prodotto rilevata dai sistemi di pesatura.
[0008] In genere gli apparati di dosaggio gravimetrico sono impiegati anche per applicazioni in cui la precisione di dosaggio richiesta ? pi? elevata (ad esempio, con un errore, cio? una deviazione rispetto al valore di set point della quantit? di dosato richiesta, inferiore all?1% sul peso).
[0009] Negli apparati di dosaggio volumetrici o gravimetrici, provvisti di serranda di dosaggio, l?otturatore (serranda) ? generalmente movimentato tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura da un attuatore lineare pneumatico o da un attuatore elettrico.
[0010] La quantit? di prodotto dosata ? funzione della portata in uscita e del tempo di apertura dell?otturatore. A sua volta la portata in uscita dipende dalle dimensioni dell?apertura di scarico e dalle caratteristiche (peso specifico, forma, dimensioni, scorrevolezza, eccetera) del materiale dosato. Per dosare elevate quantit? di prodotto occorre quindi un elevato tempo di apertura dell?otturatore e/o grandi dimensioni dell?apertura di scarico. Viceversa, per dosare quantit? ridotte di prodotto occorre un limitato tempo di apertura e/o limitate dimensioni dell?apertura di scarico.
[0011] Utilizzando un?apertura di scarico avente dimensioni intermedie si ha la necessit?, nel caso di grandi dosaggi, di impostare elevati tempi di apertura dell?otturatore, il che determina elevati tempi di dosaggio e dunque una riduzione della produttivit? in relazione al tempo ciclo dell?apparato di trasformazione. D?altra parte, nel caso di piccoli dosaggi, i tempi di apertura non possono essere ridotti sotto un certo limite imposto dal comportamento dinamico dell?otturatore, dalle caratteristiche meccaniche dell?attuatore e/o dai tempi di risposta dinamica degli azionamenti, in particolare se pneumatici, e da ultimo dalla precisione di dosaggio.
[0012] In particolare, nelle fasi di apertura e chiusura una certa quantit? di materiale ? non quantificabile con precisione ? fuoriesce dall?apertura di scarico mentre l?otturatore si sposta, detta quantit? essendo tanto pi? significativa quanto minore ? la quantit? di prodotto da dosare.
[0013] Un inconveniente degli apparati di dosaggio noti risiede nel fatto che essi hanno limitati campi o range di dosaggio, perch? devono essere dimensionati in funzione delle quantit? di prodotto da dosare e in funzione delle caratteristiche del materiale da dosare.
[0014] Una volta che l?apparato di dosaggio sia stato dimensionato per la specifica applicazione, ad esempio per soddisfare le richieste di materiale dosato della macchina a valle, l?apparato di dosaggio noto richiede un?elaborata operazione preliminare di regolazione dell?otturatore.
[0015] Infatti, il tempo di apertura dell?otturatore deve tener conto del ritardo di risposta del comando, del ritardo di risposta del dispositivo di azionamento dell?otturatore, dell?inerzia del dispositivo di azionamento, e dunque del tipo di dispositivo di azionamento dell?otturatore, se lineare pneumatico o elettrico, oltre che delle caratteristiche del prodotto (peso specifico, forma, dimensioni, scorrevolezza, eccetera).
[0016] Tuttavia, nonostante la laboriosa regolazione iniziale, gli apparati di dosaggio provvisti di otturatore dosano quel determinato materiale avente determinate caratteristiche definite alle condizioni preliminari.
[0017] Poich? le caratteristiche del materiale che viene via via introdotto nella tramoggia possono discostarsi nel tempo da quelle che il materiale aveva alle condizioni preliminari di regolazione, tali apparati di dosaggio forniscono quantit? dosate con una precisione non costante nel tempo. In altre parole, gli apparati di dosaggio provvisti di otturatore risentono delle variazioni che un medesimo materiale pu? subire nel tempo in termini di caratteristiche.
[0018] Un altro inconveniente presente nei sistemi di dosaggio provvisti di otturatore azionato da un attuatore pneumatico ? che, in caso di pressione di alimentazione della linea dell?aria compressa non costante, questa variazione di pressione incide in modo diretto sul tempo di azionamento dell?attuatore e di conseguenza sulla precisione del dosaggio.
[0019] Negli apparati di dosaggio di tipo gravimetrico, grazie al controllo sul peso della quantit? dosata, ? possibile superare alcuni svantaggi degli apparati volumetrici, raggiungendo una maggiore precisione di dosaggio.
[0020] Nonostante ci?, le condizioni ambientali ? quali temperatura, umidit? dell?ambiente e la possibilit? che il materiale si carichi elettrostaticamente ? influenzano, singolarmente o in maniera combinata, il comportamento di discesa del materiale dai contenitori preposti, condizionando fortemente il risultato finale di dosaggio e la creazione di una miscela dosata in termini di precisione e ripetibilit?, non essendo prevedibile la variazione delle suddette condizioni ambientali nel tempo.
[0021] Anche la diversa condizione di installazione e impiego dell?apparato di dosaggio gravimetrico, quale il suo posizionamento, la dinamica della macchina trasformatrice a cui l?apparato di dosaggio ? asservita ? intesa come pressa a iniezione e/o estrusore, eccetera ?, influiscono sulla precisione dell?apparato.
[0022] Pertanto, un inconveniente degli apparati di dosaggio noti di tipo gravimetrico ? che le quantit? dosate subiscono l?influenza delle condizioni ambientali, delle condizioni di installazione e impiego della stazione di dosaggio, il che non consente di ottenere una ripetibilit? elevata.
[0023] Gli apparati di dosaggio noti, volumetrici e gravimetrici, presentano dunque diversi limiti in termini di precisione e ripetibilit? della quantit? dosata.
[0024] ? dunque desiderabile ottenere un apparato di dosaggio pi? versatile e preciso, avente ridotti tempi di esecuzione dell?operazione di dosaggio cos? da garantire una maggiore produzione oraria.
Sommario dell?invenzione
[0025] Uno scopo della presente invenzione ? di migliorare gli apparati di dosaggio noti per materiali plastici incoerenti, ovverosia in forma granulare, micro granulare, in scaglia, polvere o similare.
[0026] Uno scopo ? di fornire una soluzione alternativa agli apparati di dosaggio volumetrici e gravimetrici di tipo batch della tecnica nota, in particolare gli apparati di dosaggio associabili a macchine che alimentano impianti per il trattamento e la trasformazione dei suddetti materiali plastici.
[0027] Uno scopo ? di risolvere uno o pi? dei limiti e inconvenienti sopra descritti degli apparati di dosaggio dello stato della tecnica.
[0028] Un vantaggio ? di ottenere un apparato di dosaggio in cui la precisione di dosaggio non sia influenzata da condizioni ambientali, da condizioni di installazione e impiego della stazione di dosaggio e dalle caratteristiche del materiale.
[0029] Un vantaggio ? di migliorare la precisione del dosaggio.
[0030] Un vantaggio ? di realizzare un apparato di dosaggio che permetta di dosare in modo preciso ed efficace differenti quantit? e tipologie di prodotti, e di avere un ampio campo di dosaggio.
[0031] Un vantaggio ? di aumentare la produzione oraria senza rinunciare ad un alto livello di precisione e ripetibilit?.
[0032] Tali scopi e vantaggi, e altri ancora, sono raggiunti da un metodo e/o un apparato secondo una o pi? delle rivendicazioni sotto riportate.
[0033] In un esempio, un apparato di dosaggio comprende pi? stazioni di dosaggio, ciascuna dotata di un elemento otturatore azionabile a comando per controllare la quantit? dosata, variando una sezione di apertura di dosaggio o una velocit? dell?elemento otturatore, in base a un segnale di pesatura che in continuo e in tempo reale comunica un dato relativo al peso della quantit? dosata. Un?unit? di controllo pu? correggere la sezione di apertura di dosaggio o la velocit? dell?elemento otturatore o entrambe, per adeguarsi alle condizioni operative quali percentuale di dosaggio, caratteristiche chimico-fisiche del prodotto da dosare, condizioni ambientali, condizioni di installazione e impiego della stazione di dosaggio.
[0034] ? possibile memorizzare e adeguare uno o pi? parametri di dosaggio dell?elemento otturatore (posizione e/o velocit? e/o accelerazione e/o tempo di apertura dell?elemento otturatore) alle condizioni operative, alle condizioni di installazione e impiego della stazione di dosaggio, alle condizioni ambientali, permettendo inoltre di stabilire la corretta sequenza del dosaggio in caso di creazione di una miscela di materiali sfusi diversi.
[0035] In un esempio, un metodo di dosaggio comprende le fasi di impostare una sequenza di erogazione tra pi? stazioni di dosaggio, una per volta, in cui per ciascuna stazione di dosaggio vi ? un rispettivo elemento otturatore che viene azionato in apertura, un rispettivo prodotto che esce da una rispettiva tramoggia di alimentazione e cade in una tramoggia di batch comune alle varie stazioni di dosaggio, una unit? di pesatura rileva un peso del prodotto caduto nella tramoggia di batch e lo invia a un?unit? di controllo che confronta il peso rilevato con un peso di riferimento (peso atteso o peso desiderato) e, se il peso rilevato ? fuori tolleranza ammissibile, utilizza un algoritmo di calcolo, basato su una funzione (ad esempio ricavata empiricamente) in cui il peso del prodotto caduto ? funzione di almeno un parametro operativo dell?elemento otturatore, per calcolare un valore del suddetto parametro operativo, che sar? poi utilizzato come valore di set point per comandare il successivo azionamento del rispettivo elemento otturatore della rispettiva stazione di dosaggio. Il suddetto almeno un parametro operativo pu? comprendere uno o due o pi? dei seguenti parametri dell?elemento otturatore: posizione di apertura, tempo di permanenza in apertura, velocit? di apertura, velocit? di chiusura, profilo di velocit? di apertura, profilo di velocit? di chiusura, accelerazione di apertura, accelerazione di chiusura.
[0036] Il trovato consente di superare gli svantaggi propri degli apparati di dosaggio noti, agendo sulla sezione di apertura di dosaggio della stazione di dosaggio o sulla velocit? dell?elemento otturatore, per adeguare la quantit? di prodotto dosata alle condizioni ambientali, alle condizioni di installazione della stazione di dosaggio, alle richieste di portata della macchina operativa a valle dell?apparato di dosaggio, alle caratteristiche chimico-fisiche del prodotto da dosare. Il trovato prevede l?impiego del segnale di pesatura che (in particolare in continuo e in tempo reale) comunica il dato relativo al peso all?unit? di controllo che grazie a un algoritmo corregge la dosatura agendo, in particolare, sull?apertura di dosaggio e/o sulla velocit? dell?elemento otturatore. I dati relativi all?apertura di dosaggio e alla velocit? dell?elemento otturatore vengono immagazzinati in una unit? di memoria in modo da ottenere un sistema predittivo della quantit? erogata per la successiva dosata. La possibilit? di memorizzare e adeguare il metodo di dosaggio alle condizioni operative, alle condizioni di installazione e alle condizioni ambientali permette, inoltre, di stabilire la corretta sequenza del dosaggio in caso di creazione di una miscela di materiali sfusi diversi, in modo tale da ridurre gli errori. Grazie al trovato ? possibile migliorare la precisione del dosaggio di materiali plastici in caso siano presenti pi? stazioni di dosaggio.
[0037] L?invenzione potr? essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano alcune forme esemplificative e non limitative di attuazione, in cui:
- la figura 1 ? una vista laterale schematica di un esempio di un apparato di dosaggio realizzato secondo il presente trovato;
- la figura 2 ? una vista frontale schematica di un esempio di un apparato di dosaggio realizzato secondo il presente trovato che comprende una pluralit? di stazioni di dosaggio;
- la figura 3 ? uno schema a blocchi illustrante le fasi di un esempio di un metodo di controllo dell?apparato di dosaggio di figura 1;
- la figura 4 ? una sezione parziale di un esempio di un elemento di dosaggio previsto nell?apparato di figura 1;
- la figura 5 riporta un grafico sperimentale relativo al funzionamento di una serranda di dosaggio con un azionamento, per esempio, di tipo elettrico;
- la figura 6 riporta, a titolo di esempio, un grafico sperimentale della portata di granulo plastico che attraversa la serranda di dosaggio in funzione dell?apertura della serranda stessa;
- la figura 7 riporta un grafico sperimentale, ottenuto impostando un tempo fisso di apertura della serranda di dosaggio, di un profilo di dosaggio, e quindi di una portata del materiale (in g/s), che ? funzione della sezione di passaggio.
[0038] Con riferimento alla suddetta figura 1, viene mostrato un apparato di dosaggio a batch comprendente un?unit? di controllo UC che implementa un algoritmo auto adattativo, dove una stazione di dosaggio 1, o una pluralit? di stazioni di dosaggio, 1 dosano in sequenza una quantit? di materiale desiderata in una tramoggia a valle, cosiddetta tramoggia di batch BT, dove viene ottenuta una miscela e tramite una specifica serranda di dosaggio, o un altro elemento otturatore, controllato da un azionatore CS, la miscela viene scaricata per essere inviata ad una macchina trasformatrice. L?apparato di dosaggio descritto comprende, in modo non limitativo, almeno un attuatore 5 configurato per regolare un?apertura di dosaggio e un tempo di apertura, comandando un elemento otturatore 4. L?elemento otturatore 4 ? connesso a una tramoggia di alimentazione 2 di un materiale da dosare. La tramoggia di alimentazione 2 ? provvista di un sensore di livello minimo S1, disposto per garantire un riempimento minimo della tramoggia di alimentazione 2. La tramoggia di alimentazione 2 ?, inoltre, provvista di un sensore di livello massimo S2, disposto per arrestare il riempimento della tramoggia di alimentazione 2 da parte di un dispositivo di caricamento esterno, di tipo noto e perci? non illustrato.
[0039] La miscela viene ottenuta nella tramoggia di batch BT disposta a valle della stazione di dosaggio 1 o della pluralit? di stazioni di dosaggio 1. La tramoggia di batch BT ? dotata di almeno una unit? di rilevamento del peso, ad esempio una cella di pesatura CP. La tramoggia di batch BT ? provvista a sua volta di almeno un sensore di livello, non mostrato nelle figure. L?unit? di rilevamento del peso e il suddetto sensore di livello forniscono un segnale di feedback (in particolare per eseguire un controllo ad anello chiuso) per comandare la stazione di dosaggio 1.
[0040] La tramoggia di batch BT ? dotata inoltre di almeno un elemento dedicato all?intercettazione del materiale in uscita che viene azionato in apertura al termine della fase di ottenimento della miscela e che viene controllato da un azionatore CS.
[0041] L?apparato di dosaggio pu? comprendere, in particolare, un sensore SA (cosiddetto sensore ambiente) disposto per rilevare e memorizzare le condizioni ambientali e/o di installazione. Il sensore SA permette di memorizzare un ulteriore dato, legato alla temperatura e all?umidit? relativa, da associare alla ricetta di dosaggio, in maniera da correggere i coefficienti di dosaggio, se necessario.
[0042] L?apparato di dosaggio comprende almeno un?unit? di controllo UC (di tipo elettronico e programmabile con appropriate istruzioni di programma di computer) che ? collegata ad almeno una unit? di memoria M e che comanda i vari elementi indicati con 5, CP, S1, S2, CS per garantire il dosaggio desiderato.
[0043] Come sar? meglio spiegato in seguito, l?unit? di controllo UC ? configurata per eseguire un adeguamento auto adattativo del dosaggio su base predittiva.
[0044] All?avvio della dosata il sistema stabilisce una sezione di apertura, sulla base di precedenti test di laboratorio su diversi materiali, e fa scorrere un prodotto. Questo permette al sistema di controllo di capire e memorizzare la quantit? di dosaggio nell?unit? di tempo e quindi misurare e archiviare i dati per quelle determinate condizioni operative (condizioni di installazione e impiego della stazione di dosaggio e condizioni ambientali), noto il valore del dosato che si vuole raggiungere. Il sistema di controllo, tramite interpolazione, stabilisce se incrementare o decrementare l?apertura di dosaggio e/o stabilisce con quale velocit? o profilo di velocit? aprire o chiudere l?apertura di dosaggio.
[0045] Il sistema di controllo permette quindi di stabilire, su base predittiva, se agire sulla sezione di apertura o sulla velocit? di azionamento dell?elemento otturatore, basandosi sulle misurazioni effettuate, per imporre una condizione di quantit? desiderata da dosare. Il sistema di controllo pu? eseguire, in sostanza, le fasi di memorizzare e rielaborare i dati per stabilire il corretto metodo di dosaggio.
[0046] In figura 5 si riporta un esempio, puramente indicativo e non limitativo, di un grafico di dosaggio ottenuto in modo sperimentale tramite test di laboratorio. In ordinata si riporta, per esempio, la portata del prodotto (espressa in g/s), mentre in ascissa si riporta il tempo di apertura, ad esempio espresso in ms (millisecondi). Le varie curve sono determinate ipotizzando di aprire la serranda con una posizione fissa, indicata da ?X, ad apertura costante, per cui la produzione si potr? considerare una funzione, ad esempio una funzione di proporzionalit? diretta, del tempo di apertura della serranda (elemento otturatore).
[0047] Il sistema di controllo consente, inoltre, di migliorare la precisione del dosaggio, stabilendo una corretta sequenza di dosaggio in caso di creazione di una miscela di prodotti sfusi.
[0048] In un esempio, il sistema di controllo regola la sequenza di dosaggio in funzione delle percentuali di dosaggio richieste per ogni singola stazione di dosaggio.
[0049] Si consideri, come esempio non limitativo, la creazione di una miscela polimerica costituita da un polimero base (polimero vergine) e da additivi (cosiddetti master, quali coloranti e/o cariche minerali e/o altro), che permettono di modificare le caratteristiche ottiche e/o meccaniche e/o chimico fisiche del polimero base. Il polimero base pu? essere, in particolare, dosato con una percentuale molto maggiore rispetto agli altri componenti della miscela. In questo caso, si dosa il materiale con percentuale maggiore (ad esempio il polimero base) all?inizio della sequenza di dosaggio e si lasciano quelli con percentuale minore alla fine. Cos? facendo, l?errore commesso sulle quantit? maggiori potr? essere corretto adeguando, in tempo reale, le quantit? minori, correggendo in positivo o in negativo la percentuale di dosaggio. Per esempio, se la prima stazione di dosaggio dosa una quantit? maggiore rispetto a quella attesa, le successive stazioni di dosaggio potranno adeguare e correggere l?errore.
[0050] ? possibile determinare una sequenza di dosaggio, oltre che in funzione della percentuale di dosaggio, anche in funzione della facilit? di discesa del materiale. I materiali pi? difficili da dosare ? il cui comportamento cio? risente maggiormente delle condizioni operative, delle condizioni di installazione e impiego della stazione di dosaggio, delle condizioni ambientali, discostandosi dal valore previsto di quantit? dosata nell?unit? di tempo ? si possono dosare prima degli altri, per cui l?errore potr? essere corretto nelle successive fasi della sequenza di dosaggio. Il sistema di controllo analizza la maggiore o minore facilit? di discesa del materiale osservando la quantit? dosata in funzione del tempo di dosaggio.
[0051] In figura 7 si riporta un esempio, indicativo e non limitativo, di un grafico sperimentale ottenuto mediante test di laboratorio. Il grafico, che ? stato ottenuto con un tempo fisso di apertura della serranda (elemento otturatore), riporta un profilo di dosaggio ? quindi una portata espressa, per esempio, in g/s ? che ? funzione della sezione di passaggio. A parit? di tempo di dosaggio (trascurati per semplicit? i tempi di apertura e chiusura) si osserva che gli attriti del materiale condizionano la portata quando le sezioni di passaggio presentano i valori pi? bassi. Dopo una certa apertura, definita apertura di transizione ?Xt, gli attriti condizionano molto meno la discesa del materiale.
[0052] ? possibile determinare una sequenza di dosaggio anche in funzione della tipologia e/o della dinamica dell?elemento di regolazione (serranda). La configurazione geometrica, cio? le dimensioni della stazione di dosaggio e la sua geometria, pu? non essere quella ottimale per il materiale da dosare. L?unit? di controllo, sulla base dei dati che acquisisce, pu? stabilire una corretta sequenza di inserimento della stazione di dosaggio, in maniera da dosare prima il materiale su cui ? pi? probabile commettere un errore maggiore e poi il materiale su cui ? pi? probabile commettere un errore minore.
[0053] ? possibile determinare una sequenza di dosaggio anche in funzione della tipologia di azionamento. In una pluralit? di stazioni di dosaggio 1 ? possibile avere mezzi di azionamento diversi, con dinamiche e tempi di azionamento diversi, e quindi con errori diversi a parit? di percentuali di dosaggio. L?unit? di controllo, nota le probabilit? di errori per le varie stazioni di dosaggio 1, determina dove inserire nella sequenza di dosaggio la stazione in esame, collocando prima la stazione di dosaggio con errore maggiore.
[0054] In figura 6 si riporta un esempio, puramente indicativo e non limitativo, di un grafico sperimentale che indica la portata del materiale in funzione dell?apertura della serranda, durante la fase di apertura, che dura alcune decine di millisecondi (ms). il materiale inizia a muoversi durante l?apertura, fino ad arrivare a una velocit? massima, per poi scendere nuovamente durante la chiusura. La portata del materiale segue sostanzialmente un andamento analogo a quello della velocit? di uscita del materiale. Si pu? considerare che l?area sottesa dalla curva in figura 6 ? sostanzialmente proporzionale alla quantit? di materiale dosato.
[0055] In figura 2 ? illustrato un esempio, non limitativo, di un apparato di dosaggio, visto frontalmente, dello stesso tipo di quello descritto in figura 1, dotato di una pluralit? di stazioni di dosaggio 1, tutte collegate ad una unit? di controllo UC e tutte confluenti in un?unica tramoggia di batch BT.
[0056] In figura 3 si riporta uno schema a blocchi che rappresenta un esempio, non limitativo, di un controllo auto adattativo del dosato e della sequenza di dosaggio. Per ogni istante di tempo T (contatore temporale del ciclo), il sistema di controllo stabilisce una percentuale di dosaggio della stazione di dosaggio. Il sistema di controllo, successivamente, imposta una determinata posizione di apertura Pd e un determinato tempo di apertura Td.
[0057] Dopo un intervallo di tempo che intercorre tra l?azionamento dell?apertura e l?inizio della fase di pesatura, la cella di pesatura CP misura un peso Q di un materiale dosato (ad esempio in maniera continua nel tempo). L?unit? di controllo UC confronta il peso misurato Q con la percentuale di dosaggio impostata e, se il valore misurato ? diverso dalla percentuale di dosaggio impostata (eventualmente considerando pi? o meno una tolleranza predeterminata), allora il sistema di controllo memorizza i dati di tempo di apertura Td e posizione di apertura Pd nell?unit? di memoria M, calcola nuovi dati di tempo di apertura Td e posizione di apertura Pd (per avvicinarsi al peso desiderato) e ricomincia il ciclo in un istante di tempo successivo T+?T. Se invece il peso misurato e la percentuale di dosaggio impostata (pi? o meno la tolleranza predeterminata) risultano uguali al valore desiderato, il sistema di controllo esegue una fase di mantenimento dei parametri tempo di apertura e posizione di apertura e itera il ciclo. L?iterazione pu? continuare, in particolare, finch? un tempo ciclo macchina misurato diventa maggiore di un tempo ciclo limite, ovverosia il tempo complessivo entro il quale ? necessario creare il batch e che dipende dalla macchina trasformatrice a valle dell?apparato di dosaggio. A quel punto il sistema di controllo memorizza i dati di tempo di apertura Td e posizione di apertura Pd nell?unit? di memoria M, calcola nuovi dati di tempo di apertura Td e posizione di apertura Pd e ricomincia il ciclo in un istante di tempo successivo T+?T.
[0058] In figura 4, ? illustrato un esempio, non limitativo, di una stazione di dosaggio 1, che pu? essere utilizzata nel metodo di dosaggio qui descritto, disposta per dosare un prodotto plastico in granuli e/o micro-granuli e/o in scaglia, ad esempio una resina polimerica, e associabile ad una macchina dosatrice e/o mescolatrice destinata ad alimentare un impianto per il trattamento e la trasformazione del suddetto prodotto plastico, ad esempio un impianto di estrusione e successivo stampaggio per iniezione, soffiaggio, compressione.
[0059] La stazione di dosaggio 1 comprende una tramoggia di alimentazione 2 atta a contenere il prodotto P, provvista di un elemento otturatore 4, disposto per aprire o chiudere un?apertura di dosaggio 7 della tramoggia di alimentazione 2 in modo da consentire o impedire al prodotto di fuoriuscire. L?elemento otturatore 4 ? movimentato da mezzi attuatori 5. L?elemento otturatore 4 ? scorrevolmente fissato ad un involucro 15 cui sono fissati esternamente i mezzi attuatori 5.
[0060] L?elemento otturatore 4 movimentato lungo una direzione di spostamento B in apertura si allontana da un primo bordo trasversale 11 e consente la fuoriuscita del prodotto attraverso una sezione di passaggio (creata dall?elemento otturatore 4 con l?apertura di dosaggio 7) progressivamente crescente con la corsa in apertura dell?elemento otturatore 4. Quando quest?ultimo si trova in una posizione di massima apertura D, la sezione di passaggio coincide con la sezione dell?apertura di dosaggio 7. La sezione di passaggio pu? variare, in particolare, in modo non lineare, ad esempio in modo parabolico, giacch? dipende dallo spostamento lineare nella direzione di spostamento B (movimento dell?elemento attuatore 4) e dalla variazione della dimensione trasversale (larghezza L). Nella forma di realizzazione illustrata a titolo di esempio, la sezione ha forma trapezoidale, in particolare con vertici arrotondati.
[0061] In corrispondenza del primo bordo trasversale 11 dell?apertura di dosaggio 7 ? previsto un vano 13 sagomato e in grado di ricevere il prodotto P quando l?elemento otturatore 4 ? movimentato in una posizione di chiusura C. In questo modo, il prodotto plastico in granuli e/o in scaglia non viene schiacciato e/o compresso e/o tranciato tra la superficie superiore 4a dell?elemento otturatore 4 e i bordi dell?apertura di dosaggio 7 nel movimento di chiusura. Oltre a preservare l?integrit? del prodotto plastico P si evita che questo possa aderire all?elemento otturatore 4 compromettendone il regolare funzionamento.
[0062] I mezzi attuatori 5 possono comprendere un attuatore elettrico, in particolare provvisto di un controllo in retroazione di posizione o velocit?, ad esempio un motore elettrico passo-passo in grado di muovere in modo controllato in posizione o velocit? l?elemento otturatore 4.
[0063] L?attuatore elettrico pu? essere di tipo lineare, in modo da azionare direttamente l?elemento otturatore 4, oppure pu? essere di tipo rotativo in modo da azionare l?elemento otturatore 4 tramite mezzi di trasformazione del moto comprendenti, ad esempio, un assieme vite-madrevite a ricircolo di sfere.
[0064] L?elemento otturatore 4 pu? quindi essere movimentato in modo da aprire anche parzialmente l?apertura di dosaggio 7 con velocit? nei movimenti di apertura e chiusura selezionabili in funzione della quantit? di prodotto da dosare e/o delle caratteristiche del prodotto plastico (dimensioni, scorrevolezza, eccetera). ? quindi possibile regolare in modo pi? accurato e preciso il dosaggio del prodotto P parzializzando l?apertura di dosaggio 7 e regolando la velocit? o la posizione di apertura e/o chiusura dell?elemento otturatore 4, ad esempio nel caso di piccoli dosaggi.
[0065] Il funzionamento della stazione di dosaggio 1 dell?invenzione prevede il controllo in posizione o in velocit? dell?elemento otturatore 4, che pu? aprire in modo parziale oppure completo l?apertura di dosaggio 7 in funzione delle specifiche esigenze di dosaggio, definendo sezioni di passaggio di area variabile e regolabile a piacere e con precisione.
[0066] In ciascuna stazione di dosaggio 1, 1?, 1? ? presente un prodotto componente la miscela polimerica che si desidera ottenere nella tramoggia di batch BT, ad esempio un primo prodotto G, un secondo prodotto G? e un terzo prodotto G?.
[0067] L?operatore imposta, ad esempio tramite display o interfaccia di comando collegata alla unit? di controllo UC, una ricetta di una miscela polimerica, impostando, in particolare, i seguenti dati:
- un peso del batch di miscela polimerica da ottenere;
- una percentuale in peso dei vari prodotti G, G?, G? da dosare sulla base di una ricetta di una miscela polimerica;
- una tolleranza in peso su un peso atteso di ciascun prodotto G, G?, G?;
- una sequenza di erogazione, ossia una sequenza di azionamento delle stazioni di dosaggio 1, 1?, 1?.
[0068] La ricetta pu? essere memorizzata nella unit? di memoria M e richiamata dall?operatore tramite l?interfaccia di comando, in particolare senza che debbano essere inseriti manualmente ulteriori dati, in quanto alla ricetta sono associati e memorizzati i dati sopra elencati.
[0069] Per ciascuna stazione di dosaggio 1, 1?, 1? coinvolta nella formazione della miscela polimerica, la unit? di controllo UC determina un peso atteso QA, QA?, QA? del prodotto G, G?, G? componente la miscela polimerica, tale peso atteso QA, QA?, QA? essendo corrispondente alla percentuale in peso che quel prodotto deve avere per comporre la miscela polimerica.
[0070] L?unit? di controllo UC determina le posizioni di apertura Pd, Pd?, Pd? e i tempi di apertura Td, Td?, Td? dell?elemento otturatore 4 della relativa stazione di dosaggio 1, 1?, 1?.
[0071] L?unit? di controllo UC comanda la stazione di dosaggio 1, 1?, 1? a dosare il relativo prodotto G, G?, G? sulla base della sequenza di erogazione.
[0072] In un esempio, la prima stazione della sequenza di erogazione ? la stazione di dosaggio 1. Pertanto, sulla base del comando ricevuto, l?elemento otturatore 4 ? azionato e il prodotto G esce dalla tramoggia di alimentazione 2 e cade dentro la tramoggia di batch BT. La tramoggia di batch BT raccoglie il prodotto G erogato dalla stazione di dosaggio 1 e la relativa unit? di pesatura CP rileva un peso misurato Qj<1 >del prodotto G ivi raccolto. L?unit? di controllo UC riceve il peso misurato Qj<1 >misurato dalla unit? di pesatura CP e confronta tale peso Qj<1 >con il peso atteso QAj<1 >e relativa tolleranza in peso ? Qj<1 >di tale prodotto G. Se il peso misurato Qj<1 >? fuori tolleranza ammissibile, in difetto o in eccesso, l?unit? di controllo UC memorizza la posizione di apertura Pdj<1>, il tempo di apertura Tdj<1 >e il peso misurato Qj<1>. Sulla base di un algoritmo di calcolo che si basa su una funzione in cui il peso ? funzione di posizione di apertura e tempo di apertura, l?unit? di controllo UC calcola una nuova posizione di apertura Pdj+1<1 >e un nuovo tempo di apertura Tdj+1<1 >che dovr? comandare all?elemento otturatore 4 durante il successivo azionamento della stazione di dosaggio 1. Successivamente il ciclo ricomincia per la stazione di dosaggio seguente, stabilita dalla sequenza di stazioni di dosaggio impostata dall?operatore.
[0073] Se invece il peso misurato Qj<1 >? all?interno del range di tolleranza ammissibile, l?unit? di controllo UC mantiene costanti i valori di posizione di apertura Pdj<1>, di tempo di apertura Tdj<1 >che saranno comandati all?elemento otturatore 4 durante il successivo azionamento della stazione di dosaggio 1. Successivamente il ciclo ricomincia per la stazione di dosaggio seguente, stabilita dalla sequenza di stazioni di dosaggio impostata dall?operatore.
[0074] Una volta che le fasi sopradescritte sono state eseguite per tutte le stazioni di dosaggio preimpostate, si passa ad un successivo ciclo di dosaggio, indicato con l?indice j+1, comprendente il dosaggio da tutte le stazioni di dosaggio preimpostate. Se il tempo ciclo macchina misurato Tj ? inferiore ad un tempo ciclo limite Tclim, che ? il tempo complessivo entro il quale ? necessario creare il batch e che ? dato dalla macchina trasformatrice a valle dell?apparato di dosaggio, l?algoritmo sceglie una nuova sequenza delle stazioni di dosaggio sulla base dei dati memorizzati nell?unit? di memoria e ripete il ciclo per tutte le stazioni di dosaggio.
[0075] Se invece il tempo ciclo macchina misurato Tj ? superiore ad un tempo ciclo limite Tclim, la unit? di controllo UC memorizza i dati di posizione di apertura Pdj<i>, tempo di apertura Tdj<i >e peso misurato Qj<i >per tutte le stazioni di dosaggio.
[0076] Prima di iniziare il funzionamento, l?apparato di dosaggio pu? essere sottoposto ad una fase di calibrazione automatica, allo scopo di determinare il comportamento delle stazioni di dosaggio in relazione alle caratteristiche del prodotto da dosare e alle condizioni ambientali. Questa calibrazione viene eseguita per ogni stazione di dosaggio, su una quantit? di prodotto minore di quella utilizzata nella fase di funzionamento per non sprecare materiale.
[0077] La calibrazione pu? comprendere, per ogni stazione di dosaggio, le seguenti fasi. Dapprima un operatore imposta, sulla base di precedenti test di laboratorio, un peso atteso di un prodotto G<i>, componente una miscela polimerica, tale peso atteso essendo corrispondente alla percentuale in peso che quel prodotto deve avere per comporre la miscela polimerica. L?operatore imposta un tempo di apertura e una posizione di apertura dell?otturatore. L?unit? di controllo UC comanda l?apertura dell?otturatore. Il prodotto G<i >cade dalla stazione di dosaggio ad una tramoggia di batch BT. L?unit? di controllo UC comanda la chiusura dell?otturatore. L?unit? di controllo UC registra un profilo di peso nel tempo, misurato dalla unit? di pesatura CP. L?unit? di controllo UC calcola, con un algoritmo che si basa su una funzione in cui il peso ? funzione di posizione di apertura e tempo di apertura, una nuova posizione di apertura e un nuovo tempo di apertura, che saranno utilizzati nella fase di funzionamento in un primo ciclo di ottenimento di un batch.
[0078] I test di laboratorio sono stati condotti con condizioni costanti di tipo di materiale, di tipo di serranda e relativo attuatore, di umidit? relativa e temperatura ambiente, di angoli di discesa della tramoggia e di livello di riempimento.
[0079] Nel funzionamento, ? previsto un ciclo di ottenimento di un batch, di una miscela polimerica che si intende produrre, che pu? iniziare, in particolare, con l?impostazione da parte di un operatore di un tempo ciclo limite, cio? il tempo massimo a disposizione della macchina per ottenere il batch. Il tempo massimo pu? essere correlato alla produzione massima richiesta dal sistema di dosaggio. Il ciclo di ottenimento di un batch ? indicato con un indice j. Ciascuna stazione di dosaggio, che concorre all?ottenimento di un batch, ? indicata con un indice i, con i che va da 1 a N, dove N ? il numero di stazioni di dosaggio coinvolte nella formazione della miscela polimerica.
L?indice j viene posto uguale ad 1. L?indice i viene posto uguale ad 1. Una unit? di controllo UC controlla, per ogni stazione di dosaggio i, se il ciclo di ottenimento di un batch j sta per essere eseguito per la prima volta. In caso affermativo, cio? j=1, l?unit? di controllo, sulla base di dati ottenuti durante la fase di calibrazione, imposta un peso atteso QAj<i >di un prodotto G<i>, componente la miscela polimerica, tale peso atteso QAj<i >essendo corrispondente alla percentuale in peso che quel prodotto deve avere per comporre la miscela polimerica. In caso j=1, cio? il ciclo di ottenimento di un batch viene eseguito per la prima volta, l?unit? di controllo UC imposta, sulla base di dati ottenuti in fase di calibrazione, la posizione di apertura Pdj<i >e il tempo di apertura Tdj<i >dell?elemento otturatore 4 della stazione di dosaggio i.
[0080] Se j ? maggiore di 1, cio? il ciclo di ottenimento di un batch non viene eseguito per la prima volta, l?unit? di controllo imposta la posizione di apertura Pdj<i >e il tempo di apertura Tdj<i >dell?elemento otturatore 4 della stazione di dosaggio i, sulla base di dati memorizzati nel ciclo j precedente.
[0081] Successivamente, in entrambi i casi, l?unit? di controllo UC comanda all?otturatore 4, della stazione di dosaggio indicata con i, di aprirsi. A questo punto avviene il dosaggio del prodotto G<i>, ovvero la caduta di detto prodotto dalla stazione di dosaggio i ad una tramoggia di batch BT. Trascorso il tempo di apertura impostato Tdj<i>, l?unit? di controllo UC comanda all?otturatore 4, della stazione di dosaggio indicata con i, di chiudersi.
[0082] In seguito, viene effettuato un controllo di stabilit? dell?unit? di pesatura CP. L?unit? di pesatura CP deve ottenere una misura di peso stabile entro un tempo prestabilito. In caso affermativo l?unit? di pesatura CP fornisce la misura di peso Qj<i>. In caso negativo l?unit? di controllo genera un messaggio di avviso e un operatore pu? decidere se procedere comunque alla misura del peso Qj<i >o eliminare il batch, interrompendo, in quest?ultimo caso, il ciclo di ottenimento del batch.
[0083] Una volta che la cella di pesatura CP ha misurato il peso misurato Qj<i>, l?unit? di controllo UC riceve il peso misurato e confronta tale peso misurato con il peso atteso QAj<i >del prodotto G<i >e relativa tolleranza in peso ?Qj<i >di tale prodotto G<i>. Se il peso misurato Qj<i >? fuori tolleranza ammissibile, in difetto o in eccesso, l?unit? di controllo UC memorizza la posizione di apertura Pdj<i>, il tempo di apertura Tdj<i >e il peso misurato Qj<i >nell?unit? di memoria M. Sulla base di un algoritmo di calcolo che si basa su una funzione (ad esempio ottenuta empiricamente) in cui il peso ? funzione di posizione di apertura e tempo di apertura, l?unit? di controllo UC calcola una nuova posizione di apertura Pdj+1<i >e un nuovo tempo di apertura Tdj+1<i >che dovr? comandare all?elemento otturatore 4 durante l?azionamento della stazione di dosaggio i in un successivo ciclo di ottenimento di un batch j+1.
[0084] Successivamente l?indice i viene aumentato di una unit?, per passare alla successiva stazione di dosaggio, e, se i ? minore o uguale ad N, vengono eseguite tutte le operazioni sopra descritte a partire dalla fase di controllo se j=1.
[0085] Se invece il peso misurato Qj<i >? all?interno del range di tolleranza ammissibile, l?unit? di controllo UC memorizza i valori di posizione di apertura Pdj<i>, di tempo di apertura Tdj<i >e il peso misurato Qj<i >nell?unit? di memoria M, ma, in questo caso, i valori di posizione di apertura Pdj<i >e di tempo di apertura Tdj<i >saranno comandati, tal quali, senza variazioni, all?elemento otturatore 4 durante l?azionamento della stazione di dosaggio i in un successivo ciclo di ottenimento di un batch j+1.
[0086] L?indice i viene poi aumentato di una unit?, per passare alla successiva stazione di dosaggio, e, se i ? minore o uguale ad N, vengono eseguite tutte le operazioni sopra descritte a partire dal controllo se j=1.
[0087] Una volta che tutte le stazioni di dosaggio avranno eseguito un dosaggio, l?indice i risulter? strettamente maggiore di N, quindi l?unit? di controllo UC verificher? se il tempo impiegato per creare il batch ? maggiore del tempo ciclo limite. In caso affermativo verr? memorizzato nell?unit? di memoria M un superamento del tempo ciclo limite e si avr? lo scarico del batch.
[0088] In caso di superamento del tempo ciclo limite, l?algoritmo di controllo potr? attuare una procedura per migliorare le prestazioni del dosaggio, ad esempio mediante una variazione della sequenza di dosaggio. In un esempio, indicativo e non limitativo, ? possibile valutare se un materiale risulta pi? difficile da dosare rispetto a un altro, per cui la sequenza di dosaggio potr? essere modificata, in maniera da eseguire prima il dosaggio di questo materiale, per poi correggere l?errore del primo dosaggio adeguando le percentuali di dosaggio degli altri materiali per i quali la precisione di dosaggio risulta meno critica.
[0089] In un altro esempio ? previsto un algoritmo di adeguamento che valuta la capacit? di dosaggio di ogni singola stazione di dosaggio rispetto al valore minimo dosabile. In particolare, se una determinata geometria della sezione di passaggio del materiale e/o una determinata geometria dell?organo di dosaggio, non riescono a garantire di mantenere l?errore entro una predefinita banda di accettabilit?, allora il sistema di controllo pu? stabilire di eseguire per primo il dosaggio con quella stazione rispetto ad altre stazioni di dosaggio, in maniera da permettere la correzione dell?errore di dosaggio, incrementando o decrementando le quantit? dosate successive in rapporto percentuale alla quantit? dosata dalla stazione pi? critica.
[0090] In caso negativo si avr? direttamente lo scarico del batch. A questo punto l?indice j viene aumentato di una unit? per cominciare un nuovo ciclo di ottenimento del batch e l?indice i ? posto uguale a 0.
[0091] Quanto visto sopra con riferimento ai parametri operativi di posizione di apertura e tempo di apertura possono essere eseguiti con riferimento a diversi parametri operativi, come ad esempio velocit? di apertura (e/o di chiusura) e tempo di apertura, e/o profilo di velocit? di apertura (e/o profilo di velocit? di chiusura) e tempo di apertura, e/o posizione di apertura, velocit? di apertura (e/o di chiusura) e tempo di apertura, eccetera.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI
1. Apparato di dosaggio (101; 201) per il dosaggio di prodotti (P) in formato incoerente, ovverosia in granuli, microgranuli, scaglie, polvere o similari, detti prodotti (P) essendo componenti di una miscela polimerica, detto apparato di dosaggio (101; 201) comprendendo:
- una pluralit? di stazioni di dosaggio (1) ciascuna delle quali comprende almeno una tramoggia di alimentazione (2) per contenere uno di detti prodotti (P) e almeno un elemento otturatore (4) per dosare il prodotto (P), detta tramoggia di alimentazione (2) comprendendo almeno un?apertura di dosaggio (7), detto elemento otturatore (4) essendo configurato per regolare detta apertura di dosaggio (7) con una sezione di passaggio variabile a seconda della desiderata quantit? di prodotto da dosare;
- almeno una tramoggia di batch (BT) configurata per ricevere detti prodotti (P) da detta pluralit? di stazioni di dosaggio (1) e provvista di una unit? di pesatura (CP) per rilevare, a ogni dosata di una quantit? di prodotto (P) da una stazione di dosaggio (1), un peso di una quantit? di prodotto (P) introdotta in detta tramoggia di batch (BT);
- una unit? di controllo (UC) configurata per controllare detto elemento otturatore (4) di ciascuna stazione di dosaggio (1) in maniera da eseguire le seguenti operazioni:
* azionare detto elemento otturatore (4) in una determinata posizione di apertura per un determinato tempo di apertura per far scendere per gravit? una quantit? di detto prodotto (P) da detta tramoggia di alimentazione (2) a detta tramoggia di batch (BT);
* ricevere un segnale da detta unit? di pesatura (CP), detto segnale essendo indicativo di un valore di peso di detta quantit?;
* confrontare detto valore di peso misurato con un valore di peso di riferimento, in particolare un dosaggio in peso desiderato;
* determinare un valore di set point della posizione di apertura di detto elemento otturatore (4) sulla base dell?esito di detto confronto e/o determinare un valore di set point del tempo di apertura di detto elemento otturatore (4) sulla base dell?esito di detto confronto;
detta unit? di controllo (UC) essendo configurata per controllare gli elementi otturatori (4) di ciascuna stazione di dosaggio (1) per eseguire dosate di prodotto in maniera sequenziale ordinata una alla volta.
2. Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per memorizzare i dati di una pluralit? di dosate per ciascun elemento otturatore (4) in una unit? di memoria (M) per ottenere un data base utilizzato per controllare ciascun elemento otturatore (4).
3. Apparato secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui ciascuna stazione di dosaggio (1) comprende mezzi attuatori (5), in particolare un attuatore elettrico o un attuatore pneumatico, per azionare detto elemento otturatore (4).
4. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per controllare una sequenza di dosaggio in base alle percentuali di dosaggio in peso richieste a ciascuna stazione di dosaggio, per cui una stazione di dosaggio a cui ? richiesta una percentuale di dosaggio in peso maggiore viene attivata prima di una stazione di dosaggio a cui ? richiesta una percentuale di dosaggio in peso minore.
5. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per controllare una sequenza di dosaggio in base alle deviazioni rilevate da un valore di dosaggio desiderato per ciascuna stazione di dosaggio, per cui una stazione di dosaggio per la quale ? stata rilevata una maggiore deviazione da un valore di dosaggio desiderato sar? successivamente attivata prima di una stazione di dosaggio per la quale ? stata rilevata una minore deviazione da un valore di dosaggio desiderato.
6. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per controllare una sequenza di dosaggio in base alle tipologie di prodotto nelle varie stazioni di dosaggio, per cui detta unit? di controllo (UC) prima determina una facilit? di discesa del prodotto per ciascuna stazione di dosaggio in base a un rapporto tra peso del prodotto e tempo di discesa del prodotto, poi controlla le varie stazioni di dosaggio in maniera che una stazione di dosaggio che contiene un prodotto con una facilit? di discesa minore viene attivata prima di una stazione di dosaggio che contiene un prodotto con una facilit? di discesa maggiore.
7. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per regolare una velocit? in apertura e/o chiusura di detto elemento otturatore (4), in particolare impostando almeno un valore di set point di detta velocit?, sulla base dell?esito di detto confronto.
8. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per regolare una accelerazione in apertura e/o chiusura di detto elemento otturatore (4), in particolare impostando almeno un valore di set point di detta accelerazione, sulla base dell?esito di detto confronto.
9. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per regolare apertura e/o chiusura di detto elemento otturatore (4) secondo almeno un determinato profilo di velocit? sulla base dell?esito di detto confronto.
10. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per regolare una velocit? e/o un?accelerazione in apertura e/o chiusura di detto elemento otturatore (4) sulla base dell?esito di detto confronto e in funzione della quantit? della dose di prodotto da erogare.
11. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per regolare una velocit? e/o un?accelerazione in apertura e/o chiusura di detto elemento otturatore (4) sulla base dell?esito di detto confronto e in funzione della tipologia di prodotto da dosare, in particolare in funzione di granulometria e/o scorrevolezza.
12. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di controllo (UC) ? configurata per ricevere informazioni relative a temperatura ambientale e/o umidit? ambientale, in particolare umidit? relativa ambientale, e per controllare almeno un elemento otturatore (4) di una stazione di dosaggio (1) in base a dette informazioni.
13. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta tramoggia di alimentazione (2) comprende almeno un sensore di livello minimo (S1) e almeno un sensore di livello massimo (S2) e/o in cui detta tramoggia di batch (BT) comprende almeno un?uscita con almeno un elemento otturatore controllato da un azionatore (CS).
14. Metodo di dosaggio, in particolare facendo uso di un apparato di dosaggio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, per il dosaggio di prodotti (P) in formato incoerente, ovverosia in granuli, microgranuli, scaglie, polvere o similari, detti prodotti (P) essendo componenti di una miscela polimerica, detto metodo comprendendo le fasi di:
- provvedere una o pi? stazioni di dosaggio (1) ciascuna delle quali comprende almeno una tramoggia di alimentazione (2) per contenere uno di detti prodotti (P), ciascuna tramoggia di alimentazione (2) con un?apertura di dosaggio (7) regolabile mediante un elemento otturatore (4);
- introdurre detti prodotti (P) in una tramoggia di batch (BT) dove viene formata detta miscela polimerica, facendo scendere per gravit? una quantit? dosata di ciascun prodotto (P) dalla rispettiva tramoggia di alimentazione (2), uno per volta a ogni dosata, passando attraverso detta apertura di dosaggio (7) della rispettiva tramoggia di alimentazione (2);
- rilevare a ogni dosata un peso di una quantit? di prodotto (P) introdotta in detta tramoggia di batch (BT) e confrontare detto peso rilevato con un valore di peso di riferimento;
- regolare un valore di set point di detta posizione di detto elemento otturatore (4) e/o un valore di set point di un tempo di apertura di detto elemento otturatore (4) sulla base dell?esito di detto confronto.
15. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui detta fase di regolare comprende regolare un valore di set point di una posizione finale e/o di un tempo di apertura e/o di una velocit? di apertura e/o di una velocit? di chiusura e/o di una accelerazione di apertura e/o di una accelerazione di chiusura e/o di un profilo di velocit? di apertura e chiusura di detto elemento otturatore (4), sulla base dell?esito di detto confronto.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3822866A (en) * 1971-09-15 1974-07-09 Daester Fairtec Ag Feeding, weighing and mixing apparatus
US3959636A (en) * 1975-03-10 1976-05-25 Mangood Corporation Batching system
DE19806729C1 (de) * 1998-02-18 1999-07-22 Mann & Hummel Protec Gmbh Dosiervorrichtung für rieselfähige Schüttgüter
US6188936B1 (en) * 1995-12-11 2001-02-13 Maguire Products Inc Gravimetric blender with operatively coupled bar code reader
EP2818235A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Piovan S.P.A. Dosing apparatus
US20150217878A1 (en) * 2012-10-11 2015-08-06 Wittmann Kunststoffgeraete Gmbh Device for metering bulk material, in particular plastics granulate
US20160339404A1 (en) * 2014-01-16 2016-11-24 O.E.D.A. Liad Holdings (2006) Ltd. Weighing and mixing system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3822866A (en) * 1971-09-15 1974-07-09 Daester Fairtec Ag Feeding, weighing and mixing apparatus
US3959636A (en) * 1975-03-10 1976-05-25 Mangood Corporation Batching system
US6188936B1 (en) * 1995-12-11 2001-02-13 Maguire Products Inc Gravimetric blender with operatively coupled bar code reader
DE19806729C1 (de) * 1998-02-18 1999-07-22 Mann & Hummel Protec Gmbh Dosiervorrichtung für rieselfähige Schüttgüter
US20150217878A1 (en) * 2012-10-11 2015-08-06 Wittmann Kunststoffgeraete Gmbh Device for metering bulk material, in particular plastics granulate
EP2818235A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Piovan S.P.A. Dosing apparatus
US20160339404A1 (en) * 2014-01-16 2016-11-24 O.E.D.A. Liad Holdings (2006) Ltd. Weighing and mixing system

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