MX2011000818A - Cañon de aire para retirar material fluido de un sistema de manejo de material. - Google Patents

Abstract

Un cañón de aire o aireador que comprende un tanque, una válvula y un tubo; el tanque tiene primeras y segundas aberturas opuestas y una cámara interior; la válvula se fija de manera rígida a la primera abertura; el tubo conecta la válvula a la segunda abertura del tanque a través de la cámara interior del tanque; el tubo se mueve en pivote con relación a cada una de la primera y segunda aberturas y comprende un pasaje de fluido; la válvula se configura y adapta para permitir selectivamente que el gas pase desde la cámara interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo y fuera del tanque a través de la segunda abertura y para evitar selectivamente que el gas pase del interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo.

Description

CAÑÓN DE AIRE PARA RETIRAR MATERIAL FLUIDO DE UN SISTEMA DE MANEJO DE MATERIAL CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un cañón de aire o aireador, para retirar material fluidos que se han coagulado o aglutinado en un área de un sistema de manejo de material, el cañón de aire o aireador comprende componentes configurados para permitir la facilidad de armado y desarmado para mantenimiento y reparación del cañón de aire.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El almacenamiento de materiales granulares y a granel similares en tolvas, silos y semejantes, crea muchos problemas, particularmente en las descargas de este material a granel, ya que el material a granel tiene la tendencia a rehusar a fluir debido a puentes y otros problemas. Los cañones de aire se utilizan en conexión con el manejo y aireación de material a granel. Un cañón de aire almacena un gran volumen de aire u otro gas bajo presión en un tanque a presión y después libera rápidamente el aire en forma instantánea en el receptáculo de almacenamiento, de manera tal que la ráfaga de aire provoca que cualquier material a granel de obstrucción se desprenda, de esta manera permitiendo que material a granel fluya libremente del receptáculo de almacenamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN PE LA INVENCIÓN La presente invención es un cañón de aire que comprende una fuente de gas a presión y un miembro de descarga, configurado para dirigir una liberación de un volumen de gas a presión hacia un objetivo. El miembro de descarga tiene un eje longitudinal que se extiende a través del mismo. Un montaje de válvula, asociado operativamente con la fuente de gas a presión y el miembro de descarga, también se proporcionan. El montaje de válvula se configura para controlar la liberación del volumen de gas a presión desde la fuente de gas a presión al miembro de descarga. Aún más, el montaje de válvula tiene un puerto de descarga alineado coaxialmente con el eje longitudinal del miembro de descarga.

En una modalidad preferida, un miembro receptor se configura para acoplar en forma liberable con el miembro de descarga y para ser recibido en forma liberable por la fuente de gas a presión. El miembro de recepción además se configura para recibir el montaje de válvula y alinear coaxialmente el montaje de válvula y el miembro de descarga sobre el eje longitudinal del miembro de descarga. El miembro de recepción incluye en una compuerta de entrada para facilitar la comunicación fluida entre la fuente de gas a presión y el montaje de válvula. Además, en una modalidad preferida, por lo menos una compuerta de entrada tiene una pluralidad de compuertas de entrada, colocadas circunferencialmente alrededor de una interfase del miembro de recepción y el miembro de descarga.

El montaje de válvula incluye un pistón de descarga móvil entre una primera posición extendida y una segunda posición retraída. La fuente de gas a presión está en comunicación fluida directa con el miembro de descarga cuando el pistón de descarga está en la posición retraída, y está en comunicación fluida con un accionador, cuando el pistón de descarga está en la posición extendida.

El miembro receptor se configura para recibir el montaje de válvula y alinea coaxialmente el montaje de válvula y el miembro de descarga sobre el eje longitudinal, en respuesta a una fuerza de inserción aplicada al miembro receptor en una dirección paralela al eje longitudinal del miembro de descarga. La aplicación de una fuerza en una dirección paralela a y opuesta a la fuerza de inserción, desprende el miembro de recepción del miembro de descarga y la fuente de gas a presión.

En una modalidad preferida de la presente invención, se proporciona un tanque a presión que tiene una pared. La pared tiene una abertura y un conector de mecanismo de válvula colocado en la abertura. Un tubo que tiene un primer extremo se proporciona, con al menos una porción del tubo y el primer extremo que se extiende dentro del tanque de presión, con el primer extremo adyacente a la abertura. También se proporciona un mecanismo de válvula que tiene un conector de tanque a presión y un conector de tubo. El conector de tanque a presión se acopla con el conector de mecanismo de válvula y el conector de tubo se acopla con el primer extremo del tubo. La abertura y el conector del mecanismo de válvula definen colectivamente un primer eje longitudinal, y el tubo define un segundo eje longitudinal co-lineal con el primer eje longitudinal.

El conector de mecanismo de válvula incluye un asiento anular rebajado circundado por una brida de montaje anular y un mecanismo de válvula incluye un alojamiento de pistón principal y un alojamiento de válvula. El alojamiento de pistón principal tiene un collar para recibir y acoplarse al primer extremo del tubo, y el alojamiento de válvula tiene una brida de válvula anular para montarse en la brida de montaje anular.

Aún más, en una modalidad preferida de la presente invención, se proporciona una pluralidad de puertos que facilitan comunicación fluida entre la fuente de gas a presión y el miembro de descarga. La pluralidad de puertos se configura para proporcionar una comunicación fluida sustancialmente obstruida entre la fuente de gas a presión y el miembro de descarga. Una canasta se proporciona y configura para recibir el montaje de válvula y además se configura para montarse al miembro de descarga y la fuente de gas a presión. La canasta tiene una primera y segunda porciones conectadas por una pluralidad de miembros de conexión. Los miembros de conexión se colocan adyacentes a y definen al menos una porción de regiones frontera de la pluralidad de puertos. Cada puerto de la pluralidad de puertos es sustancialmente mayor en área superficial que los miembros de conexión adyacentes a cada puerto.

En otra modalidad de la invención, un cañón de aire o aireador comprende un tanque, una válvula y un tubo. El tanque tiene primeras y segundas aberturas opuestas y una cámara interior. La válvula se fija de manera rígida a la primera abertura. El tubo conecta la válvula a la segunda abertura del tanque a través de la cámara interior del tanque. El tubo se mueve en pivote con relación a cada una de la primera y segunda aberturas y comprende un pasaje de fluido. La válvula se configura y adapta para permitir selectivamente que pase gas desde la cámara interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo y fuera del tanque a través de la segunda abertura para evitar selectivamente que el gas pase desde el interior del tanque al pasaje de fluido del tubo.

En incluso otra modalidad de la invención, un cañón de aire o aireador comprende un tanque, una válvula y un tubo. El tanque tiene primeras y segundas aberturas opuestas y una cámara interior. La válvula se fija de manera rígida y desmontable a la primera abertura. El tubo conecta la válvula a la segunda abertura del tanque a través de la cámara interior del tanque. El tubo comprende un pasaje de fluido. El tubo se remueve del tanque a través de la primera abertura cuando la válvula se remueve de la primera abertura. La válvula se configura y se adapta para permitir que pase selectivamente gas desde la cámara interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo y fuera del tanque a través de la segunda abertura y para evitar selectivamente que pase el gas desde el interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en sección transversal parcial del cañón de aire de la presente invención, que muestra en particular la canasta colocada en sitio; La Figura 2 es una vista en sección transversal parcial del cañón de aire de la presente invención, que muestra en particular la canasta retirada del resto del cañón de aire; La Figura 3 es una vista en sección transversal parcial del cañón de aire de la presente invención, que muestra en particular la operación de llenado; La Figura 4 es una vista en sección transversal agrandada de la canasta, que muestra en particular la operación de llenado; La Figura 5 es una vista en sección transversal parcial del cañón de aire de la presente invención y que muestra en particular una primera fase de la operación de disparo; La Figura 6 es una vista en sección transversal agrandada de la canasta, que muestra en particular una primera fase de la operación de disparo; La Figura 7 es una vista en sección transversal parcial del cañón de aire de la presente invención, que muestra en particular una segunda fase de la operación de disparo; La Figura 8 es una vista en sección transversal agrandada de la canasta, que muestra en particular una segunda fase de la operación de disparo; La Figura 9 es una vista en sección transversal parcial del montaje de válvula de presión positiva del cañón de aire de la presente invención; La Figura 9A es una vista esquemática de componentes del montaje de válvula de presión positiva del cañón de aire de la presente invención; La Figura 10 es una vista en perspectiva de la canasta; La Figura 1 1 es una vista en planta superior de la canasta; La Figura 12 es una vista en sección transversal de la canasta, que se toma sobre las líneas 12-12 de la Figura 13; La Figura 13 es una vista en sección transversal de la canasta; Las Figuras 14 y 15 son vistas en elevación del cañón de aire de la presente invención; La Figura 16 es una vista en sección transversal del cañón de aire de la presente invención, que se toma sobre las líneas 16-16 de la Figura 15; La Figura 17 es una vista en perspectiva del cañón de aire de la presente invención; La Figura 18 es una vista en sección transversal parcial del cañón de aire de la presente invención, que muestra en particular el miembro accionador manual en su posición retraída; La Figura 19 es una vista en sección transversal agrandada de la porción de canasta de la Figura 18, que muestra en particular el miembro accionador manual en su posición retraída; La Figura 20 es una vista en sección transversal parcial del cañón de aire de la presente invención, que muestra en particular el miembro accionador manual es su posición desplegada; La Figura 21 es una vista en sección transversal agrandada de la porción de canasta de la Figura 20, que muestra en particular el miembro accionador manual en su posición desplegada; La Figura 22 es una vista en sección transversal parcial del cañón de aire de la presente invención, que muestra en particular el émbolo en su posición de descarga extendida; La Figura 23 es una vista en sección transversal agrandada de la porción de canasta de la Figura 22, que muestra en particular el émbolo en su posición de descarga extendida; La Figura 24 es una vista en sección transversal esquemática del cañón de aire de la presente invención; La Figura 25 es un cañón de aire de la técnica anterior, que muestra en particular su conexión con un sistema de manejo de material; La Figura 26 es una vista en perspectiva de otra modalidad de un cañón de aire de la presente invención, que muestra en particular las bridas colocadas en las regiones de cabeza del tanque de aire en vez de la porción de pared lateral cilindrica del tanque de aire; y La figura 27 es una vista en sección transversal parcial similar a la figura 1 que muestra incluso otra modalidad de un cañón de aire de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las Figuras 1-24 muestran un cañón de aire 10 de acuerdo con la presente invención. Como se ilustra en la Figura 1 , el cañón de aire 10 comprende una primera fuente 12 de un gas a presión, tal como un tanque, para descargarse por el cañón de aire 10, un tubo de descarga o montaje de tubo de soplado 14 para dirigir el gas a presión hacia un objetivo o área de objetivo deseado, un montaje de válvula 16 configurado para regular el flujo de gas a presión desde el tanque 12 al montaje de tubo de descarga 14, y un miembro receptor o canasta 18 que tiene un primer extremo configurado para recibir y asentar al montaje de válvula 16 y un segundo extremo configurado para acoplar en forma liberable y segura con el montaje de tubo de descarga 14. El montaje de válvula 16 se sujeta liberalmente al tanque 12 para asegurar en sitio todos los componentes del cañón de aire 10.

El montaje de tubo de descarga 14, el montaje de válvula 16, y canasta 18 son todos alineados concéntricamente sobre un eje longitudinal central 21. En una modalidad de la presente invención, el montaje de válvula 16 comprende un pistón de descarga 1 14 y un montaje de válvula aireadora accionada a presión positiva tal como la válvula aireadora accionada con presión positiva descrita en la Publicación de Patente de E.U.A. Número US2005/0 51100 de Martin Engineering Company, incorporada aquí por referencia y descrita en detalle a continuación.

Como se ilustra particularmente en las Figuras 1 , 2 y 24, la conexión del montaje de válvula 16 al tanque 12 y el montaje de tubo de descarga 14 se logra al acoplar la canasta 18 con el montaje de tubo de soplado 14 con una dirección de inserción que es coaxial con el eje longitudinal 21. El retiro del montaje de válvula 16 y la canasta 18 para mantenimiento o reparación requiere retirar el montaje de válvula 16 y canasta 18 sobre el eje longitudinal 21 en una dirección opuesta a la dirección para conectar. En contraste, en los cañones de aire de la técnica previa, tales como el cañón de aire ilustrado en la Figura 25, el acceso a componentes de trabajo del montaje de válvula 2 requieren desconexión y desprendimiento del tanque 4 del montaje de cañón de aire, contribuyendo al tiempo requerido para dar servicio al cañón de aire. La configuración de componentes en el cañón de aire de la presente invención permite que el montaje de válvula 16 se retire del cañón de aire 10 sin necesitar desarmar el tanque 12. Los componentes del montaje de válvula 16 se ensamblan y después se insertan dentro de la canasta 18, de manera tal que el acoplamiento de la canasta 18 al montaje de tubo de descarga 14 alinee adecuadamente las compuertas del fluido y las cámaras de tanque 12, el montaje de tubo de descarga 14 y el montaje de válvula 16.

Con referencia a las Figuras 3-24, en una modalidad de la presente invención, el tanque 2 es un tanque rellenable para retener un gas a presión tal como aire. El tanque 12 comprende una primera y segunda porciones de extremo espaciadas e interconectadas por una pared lateral cilindrica para formar una cámara interior. La primera porción de extremo también puede comprender una válvula para rellenar la cámara interior con un gas a presión. La pared lateral comprende un primer y segundo collares 30, 32 espaciados diametralmente en la pared lateral. El primer collar 30 se configura para recibir y permitir el paso del montaje de tubo de descarga 14. El segundo collar se configura para recibir la canasta 18 y acoplar en forma liberarle con el montaje de válvula 16.

El segundo collar 32 comprende un primer miembro cilindrico que tiene un primer y segundo extremos, en donde el primer extremo se extiende a través de la pared lateral desde la cámara interior al exterior del tanque 12. En el segundo extremo del miembro cilindrico está un anillo anular que tiene una sección transversal en forma de L y que forma una brida o borde configurado para recibir y asentar la canasta. La superficie superior del anillo sirve para asentar una porción del montaje de válvula 16.

El montaje de tubo de descarga 14 incluye un tubo de extensión generalmente cilindrico 45 que tiene un primer extremo que se recibe por y extiende a través del primer collar 30 en el tanque 12 y un segundo extremo que se acopla de manera liberable con la canasta 18. Un pasaje para fluido se extiende entre una primera y segunda compuertas en el primer y segundo extremos del tubo de escape. El primer extremo del tubo de extensión puede conectarse a una brida para facilitar la conexión del cañón de aire 10 a una estructura para manejo de material a granel, que tiene una cámara adaptada para recibir y pasar material granular a granel. La estructura para manejo de material a granel puede ser un receptáculo de almacenamiento, tolva, silo, canal de transferencia, conductos u otra estructura para manejo de material a granel. El tubo de extensión 45 se ubica generalmente respecto al eje longitudinal central 21 que se extiende a través del montaje de tubo de descarga 14, montaje de válvula 16, y canasta 18. Alineando el montaje de tubo de descarga 14 y el montaje de válvula 16 proporciona una ubicación central para la descarga de energía, resultando en eficiencia incrementada de operación y energía de salida, en comparación con cañones de aire de la técnica previa. Igualmente, el armado del montaje de tubo de descarga 14 y el montaje de válvula 16 más cercano a la línea central longitudinal del tanque 12 contribuye adicionalmente a la eficiencia de operación y energía de salida del cañón de aire 10 de la presente invención.

La canasta 18 comprende un alojamiento cilindrico en dos-niveles, que tiene una primera porción configurada para acoplar en forma liberable con el segundo extremo del tubo de extensión 45 y una segunda porción configurada para recibir el montaje de válvula 16 y acoplarse con el segundo collar 32 en la pared lateral del tanque 12. La canasta 18 tiene un extremo abierto formando una cámara interna que se extiende desde la primera porción a la segunda porción que está dividida en una cámara superior e inferior por el pistón de descarga 1 14, como se describe a continuación. La primera porción comprende una pared lateral que tiene un diámetro interior que generalmente corresponde al diámetro exterior del segundo extremo del tubo de extensión 45, para permitir acoplamiento de ajuste a presión o ajuste por fricción del segundo extremo del tubo de extensión 45 y la primera porción de la canasta 18. La interfase se sella con primeros y segundos miembros de sello elastoméricos elásticos, tales como anillos O de hule, asentados en ranuras colocadas en la superficie interior de la primera porción de la canasta 18. La superficie interior del primer extremo además comprende una brida que se extiende hacia adentro de y sustancialmente perpendicular a la pared lateral. La brida se configura para restringir inserción continua del segundo extremo del tubo de extensión 45 en el primer extremo de la canasta 18. Confinamiento a tope del segundo extremo del tubo de extensión 45 contra la brida, por lo tanto actúa como un tope mecánico.

Sobre la brida está un miembro de sello de canasta 66 en la forma de una protuberancia configurada para confinar a tope a un miembro de sello elastomérico elástico 116 colocado en la porción base del pistón de descarga 1 14. Cuando el pistón de descarga 1 14 está en la posición de carga extendida, como se describe en detalle a continuación, los miembros de sello 66, 1 16 están en acoplamiento de sello, evitando comunicación fluida entre la cámara interior del tanque 12 y el pasaje de fluido del tubo de extensión 45.

El primero y segundo extremos de la canasta 18 están interconectados por una pluralidad de miembros de conexión de sección transversal con forma de L 68 que se forman integralmente con el primero y segundo extremos de la canasta 18. Con referencia específicamente a la Figura 10, los miembros de conexión 68 están espaciados para formar una pluralidad de compuertas 70 para facilitar la comunicación fluida entre la cámara interior del tanque 12 y el pasaje de fluido del tubo de extensión 45 cuando están abiertas las compuertas 70. Las compuertas 70 se abren y cierran al operar el pistón de descarga 114, como se describe en detalle a continuación, de manera tal que cuando el pistón de descarga 1 14 esté en su posición de carga extendida (Figuras 1 , 3 y 6), las compuertas 70 se cierran y cuando el pistón de descarga 114 está en su posición de descarga retraída (Figuras 7 y 8), se abren las compuertas 70. En la modalidad del cañón de aire de la presente invención mostrada en las figuras anexas, se utilizan un primero, segundo, tercero y cuarto miembros de conexión, formando una primera, segunda, tercera y cuarta compuertas en la canasta 18. En otras modalidades preferidas de la presente invención, cualquier cantidad de miembros de conexión y compuertas podrán utilizarse.

El tamaño y proximidad de las compuertas 70 a la cámara interior del tanque 12 facilitan una comunicación fluida, rápida y sustancialmente no obstruida y no inhibida entre la cámara interior del tanque 12 y la cámara de fluido del tubo de extensión 45, cuando las compuertas 70 están abiertas. Como se ve en la Figura 10, el área superficial de cada compuerta 70 es significativamente mayor que el área superficial de miembros conectores adyacentes 68. Esta característica, en combinación con la ubicación central de la descarga de energía que resulta de la colocación del montaje de válvula 16 y el montaje de tubo de descarga en el tanque 12 descrito anteriormente, facilita una liberación uniforme de gas a presión en la descarga y a su vez, incrementa la salida de fuerza del cañón de aire 0.

La pared lateral cilindrica del segundo extremo de la canasta 18 termina dentro de un labio que se extiende hacia afuera. El lado inferior del labio confina a tope el Borde del anillo anular del collar 32. La superficie superior del labio confina a tope la porción de brida 158 (Figura 9) del cuerpo de la válvula de presión positiva 120 (Figura 9). Un orificio pasante alineado concéntrico en el labio y perforación roscada de la brida 158 del cuerpo, recibe un sujetador roscado para asegurar el montaje de válvula 16 a la canasta 18.

El segundo extremo de la canasta 18 además comprende un orificio de llenado, o compuerta de control 86 (Figuras 3 y 4) colocada en la pared lateral que permite comunicación fluida entre la cámara interior del tanque 12 y una cámara de fluido 92 dentro del montaje de válvula 16 definido por la base y faldón 1 18 del pistón de descarga 1 14 y el cuerpo de la válvula de presión positiva 120. En la presente modalidad, la pared lateral comprende una superficie deslizante de baja fricción para acoplamiento deslizable del faldón 1 18 del pistón de descarga 1 4.

El pistón de descarga 1 4 es deslizable longitudinalmente sobre el eje longitudinal 21 entre una posición de carga extendida como se muestra en las Figuras 1 , 3-6, en donde el miembro de sello de pistón de descarga 1 16 y el miembro de sello de canasta 66 están en acoplamiento sellado, y una posición de descarga retraída como se ilustra en las Figuras 7 y 8, en donde el pistón de descarga 4 esté espaciado del miembro de sello de canasta 66. El faldón 1 18 del pistón de descarga 1 14 acopla deslizablemente la superficie interior de la pared lateral de la segunda porción de la canasta 18 y guía al pistón de descarga 114 conforme se mueve entre las posiciones extendida y retraída. Conforme el pistón de descarga transita entre la posición de carga extendida y la posición retraída, el faldón 1 18 se desliza para cerrar o abrir la compuerta 86. Y a su vez para cerrar o abrir las compuertas 70 de la canasta 18, respectivamente.

El montaje de válvula 16 también incluye un miembro de derivación elástico 138, tal como un resorte helicoidal. El miembro de derivación 138 se extiende entre el pistón de descarga 1 14 y el cuerpo 195 de la válvula accionada por presión positiva 12, y se extiende alrededor de la pared lateral 148 del cubo 146 del cuerpo (Figura 9). El primero extremo del miembro de derivación 138 se apoya en una pista anular colocada alrededor del lado interior del faldón 1 18 y acopla la superficie interior de la base 1 17 del pistón de descarga 1 14. El miembro de derivación 138 deriva elásticamente el pistón de descarga 114 hacia el asiento de pistón 64 y hacia la posición de carga extendida del pistón de descarga 114.

Como se ilustra en las Figuras 1-9 y se muestra en detalle en la Figura 9, la válvula accionada por presión positiva 120 incluye un cuerpo que tiene un eje longitudinal central 141 que es coaxial con el eje longitudinal 21 (Figura 1). El cuerpo se extiende entre un primer extremo 142 y un segundo extremo 144. El cuerpo incluye un cubo generalmente cilindrico 146 en el primer extremo 142. El cubo 146 incluye una pared lateral generalmente cilindrica 148 y una pared de extremo plana anular 150. El cubo 146 incluye un rebajo cilindrico generalmente hueco 152 que se ubica concéntrico dentro del cubo 146 y que se extiende hacia adentro de la pared de extremo 150. El rebajo 152 forma una pared inferior 154 que incluye una abertura generalmente circular central que forma un asiento de pistón accionador generalmente circular 156. Una brida 158 se extiende radialmente hacia afuera desde y alrededor del cubo 146 generalmente perpendicular al eje longitudinal central 141. La brida 158 incluye perforaciones que se alinean coaxialmente con canales roscados correspondientes en el anillo 40 del segundo collar 32 (Figura 1) para recibir un sujetador roscado.

Un miembro de sello elastomérico elástico 160, tal como el anillo O, se ubica en la superficie interior de la brida 158 y se extiende alrededor del cubo 146. La brida 158 del cuerpo también incluye un vástago 164 que se extiende desde el cubo 146 al segundo extremo 144 del cuerpo. El vástago 164 incluye una pared lateral generalmente cilindrica 166 y una pared de extremo plana generalmente anular y circular 168. El vástago 164 incluye un primer rebajo generalmente cilindrico 170 que se extiende hacia adentro desde la pared de extremo 168 hacia el primer extremo 142 del cuerpo. El primer rebajo 170 forma un borde generalmente plano y anular hacia el interior 172. El vástago 164 incluye un segundo rebajo 174 que se extiende desde el reborde 172 a una pared de fondo 176 que tiene una abertura central circular.

El primero y segundo rebajos 170 y 174 son ubicados concéntricamente respecto al eje longitudinal 141.

El cuerpo de la válvula 120 incluye una perforación generalmente cilindrica 178 que se extiende desde el asiento de pistón accionador 56 a una pared generalmente anular 180 que tiene una abertura central generalmente circular 182. El cuerpo también incluye una perforación generalmente cilindrica 184 que se extiende desde la abertura central en la pared de fondo 176 a una pared de extremo generalmente anular, que incluye la abertura 182. El rebajo 152, perforación 178, orificio 184, segundo rebajo 174 y primer rebajo 170, todos se conectan entre sí. El cuerpo incluye uno o más pasajes para ventilación de fluido 190. Cada pasaje de ventilación 190 incluye un primer extremo en comunicación fluida con la perforación 178 y el asiento de pistón accionador 156, y un segundo extremo que está en comunicación fluida con la atmósfera mediante tubos de escape 179 (Figura 1 ). Un pasaje de fluido se extiende desde el segundo rebajo 174 a un pasaje de ventilación 190 de manera tal que el segundo rebajo 174 está en comunicación fluida con la atmósfera.

La válvula accionada por presión positiva 120 también incluye una tapa 194 que se conecta en forma desprendible a la pared de extremo 168 del vástago 164 por sujetadores roscados o semejantes. La tapa 194 incluye un cuerpo 195. Un miembro de sello elastomérico elástico 196, tal como un anillo O, se ubica entre el cuerpo 95 y la pared de extremo 168 y se adapta para crear un sello hermético a gas entre ellos. El cuerpo 195 incluye un pasaje de fluido 198 que se extiende a través del cuerpo 195 y que está en comunicación fluida con el primer rebajo 170 del vástago 164. El pasaje de fluido 198 incluye una compuerta 200 que se adapta para conectarse en comunicación fluida con una fuente de gas a presión, tal como aire. La compuerta 200 puede conectarse en comunicación fluida con una válvula, tal como una válvula solenoide, para controlar el flujo de gas dentro y fuera de la compuerta 200 y el pasaje de fluido 198. El cuerpo 195 incluye una perforación escalonada 202 que se extiende a través del cuerpo 195 desde su superficie interna a su superficie externa. La perforación 202 incluye un rebajo de gran diámetro 204 que se extiende hacia adentro desde la superficie interior del cuerpo 195 y un rebajo de diámetro reducido 206 que se extiende hacia adentro desde la superficie exterior del cuerpo 195. El cuerpo 195 también incluye un collar generalmente en forma de U 210 que se conecta a la superficie externa del cuerpo 195. El collar 210 incluye paredes laterales opuestas espaciadas 212.

La tapa 194 incluye un émbolo 216 ubicado deslizable dentro de la perforación 202. El émbolo 216 incluye un primer extremo 218 y un segundo extremo 220. El émbolo 216 incluye una cabeza generalmente cilindrica 222 en el primer extremo 218, que se adapta para ajustar cercanamente dentro del rebajo de diámetro grande 204 de la perforación 202. El émbolo 216 también incluye una flecha generalmente cilindrica 224 que se extiende desde el segundo extremo 220 a la cabeza 222. La flecha 224 se extiende a través del rebajo del diámetro reducido 206 de la perforación 202 de manera tal que el segundo extremo 220 del émbolo 216 se ubica dentro del collar 210 entre las paredes laterales 212. Un miembro de sello elastomérico elástico, tal como un anillo O, se ubica entre la flecha 224 del émbolo 216 y la pared lateral del rebajo de diámetro reducido 206 de la perforación 202 para crear entre ellos un sello hermético a gas, mientras que permite que el émbolo 216 se mueva deslizablemente entre una posición retraída y una posición extendida sobre el eje 141. La tapa 194 también incluye un miembro accionador manual 230, tal como una palanca, gatillo o botón. El miembro accionador 230 se extiende entre un primer extremo 232 y un segundo extremo 234. El miembro accionador 230 se conecta giratorio con las paredes laterales 212 del collar 210, de manera tal que el primero y segundo extremos 232 y 234 giran en pivote respecto a un eje pivote 236 con respecto al cuerpo 195 de la tapa 194.

La válvula accionada por presión positiva 120 también incluye un pistón accionador 240. El pistón accionador 240 incluye una cabeza 242. La cabeza 242 incluye una pared de extremo exterior generalmente circular y plano 244 y una pared lateral en forma generalmente cónica 246. Un primer extremo de la pared lateral cónica 246 incluye un borde circular de gran diámetro ubicado en la pared de extremo 244 y un segundo extremo de la pared lateral 246 incluye un borde circular de diámetro reducido. La pared lateral 246 del pistón accionador 240 se adapta para acoplar de manera liberable el asiento de pistón 156 para crear selectivamente un sello hermético a gas con él. El pistón accionador 240 también incluye un diafragma generalmente cilindrico 250 ubicado dentro del primer rebajo 170 del vástago 164. El borde periférico exterior del diafragma 250 incluye un miembro de sello elastomérico elástico 252, tal como un anillo O. El miembro de sello 252 crea un sello hermético a gas entre el diafragma 250 y la pared interna del vástago 164, mientras que permite movimiento deslizante del diafragma 250 dentro del primer rebajo 170 entre una posición retraída y una posición extendida.

El lado interior del diafragma 250 incluye una ranura circular general alargada 254. El pistón accionador 240 también incluye un vástago generalmente cilindrico 260 que se conecta entre un primer extremo con la superficie interna de la cabeza 242 y que se conecta en forma desprendible en un segundo extremo del diafragma 250 por un sujetador 262. El diafragma 250 y la cabeza 242 de esta manera se deslizan en forma conjunta entre sí entre una posición retraída y una posición extendida sobre el eje 141 . El diafragma 250 divide los rebajos dentro del vástago 164 dentro de una primera cámara 256 que se ubica entre el diafragma 250 y la pared de fondo 176 del segundo rebajo 174, y una segunda cámara 258 que se ubica entre el diafragma 250 y la tapa 194.

La válvula accionada por presión positiva 120 también incluye un miembro de derivación elástico 268, tal como un resorte helicoidal. El miembro de derivación 268 tiene un primer extremo en acoplamiento con la pared de fondo 176 del segundo rebajo 174 del vástago 164, y un segundo extremo ubicado dentro de la ranura circular 254 del diafragma 250. El miembro de derivación 268 deriva elásticamente el pistón accionador 240 hacia la posición de carga como se muestra en las Figuras 1 , 3-4.

Como se ha descrito aquí e ilustrado en las figuras anexas, la incorporación del miembro receptor o canasta 18, permite fácil armado y desarmado del cañón de aire 10 de la presente invención. Esta facilidad de armado y desarmado resulta en fácil capacidad de servicio del cañón de aire 0, ya que el tanque 12 no tiene que retirarse de su montaje a fin de realizar el mantenimiento en las partes criticas del cañón de aire 10. La inserción del montaje de válvula 16 dentro de la canasta alinea la cámara de fluido del montaje de válvula con las compuertas de fluido de la canasta 18. De acuerdo con esto, el acoplamiento de la canasta 18 y el montaje de tubo de descarga 14 alinea las cámaras de fluido del montaje de válvula 16 con la cámara interior del tanque 12 y la cámara de fluido del tubo de extensión 45 del montaje de tubo de descarga 14.

Además, la forma en la que el gas a presión se introduce en la canasta 18 y el montaje de tubo de descarga 14, aumenta enormemente la eficiencia del cañón de aire 10 al resultar en una liberación más uniforme del gas a presión en la descarga y con una salida de fuerza substancialmente incrementada sobre los cañones de aire de la técnica previa, y específicamente un aumento en la salida de fuerza en más de 70% sobre los cañones de aire de la técnica anterior. En contraste con los cañones de aire de la técnica previa en donde gas a presión de un tanque de almacenamiento está restringido en un tubo de alimentación y después se introduce en el montaje de válvula mediante canales o perforaciones de diámetro relativamente pequeño, la incorporación de grandes compuertas 70 en la canasta 18 que está adyacente tanto a la cámara interior del tanque 12 como el montaje de válvula 16 y el montaje de tubo de descarga 14. Cuando las compuertas 70 están abiertas, hay una comunicación fluida substancialmente no obstruida entre la cámara interior del tanque 12 y el montaje de tubo de descarga 14 resultando en una eficiencia operativa incrementada y fuerza de salida incrementada frente a los cañones de aire de la técnica anterior.

Las Figuras 3-8 y 20-25 muestran el cañón de aire 10 de la presente invención en operación. Inicialmente, el pistón de descarga 1 14 se ubica en su posición de carga extendida y el pistón accionador 240 se ubica en su posición de carga retraída. Cuando el pistón de descarga 1 14 está en su posición de carga extendida, el miembro de sello de canasta 66 acopla de manera sellante el miembro de sello 1 16 del pistón de descarga 1 14 para crear un sello hermético a gas entre ellos. El pasaje de fluido desde la cámara interior del tanque 12 a través de las compuertas 70 y dentro del pasaje de fluido del tubo de extensión 45 de esta manera se sella cerrado por el pistón de descarga 1 14.

Cuando el pistón de descarga 14 está en su posición de carga extendida, la compuerta 86 en la pared lateral de la segunda porción de la canasta 18 se abre permitiendo pasaje de fluido de gas a presión desde la cámara interior del tanque 12 en la cámara de fluido 92 tras el pistón de descarga 114. Cuando el pistón accionador 240 está en su posición de carga retraída, la pared lateral cónica y el miembro de sello del pistón accionador 240 crean un sello hermético a gas con el asiento de pistón accionador para sellar cerrando un pasaje de fluido desde la cámara de fluido 92 a través del asiento de pistón accionador a los pasajes de ventilación 190. El gas a presión dentro de la cámara de fluido 92 deriva al pistón de descarga 1 14 hacia su posición de carga extendida y actúa sobre la pared de extremo 244 de la cabeza 242 del pistón accionador 240 para derivar el pistón accionador 240 hacia su posición de carga retraída. La primera cámara 256 de la válvula accionada con presión positiva 120, está en comunicación fluida con los pasajes de ventilación 190 a través de la abertura 182 y perforación 184 y por lo tanto está a presión atmosférica.

En la modalidad de la presente invención ilustrada en las Figuras 3-8, la liberación de gas a presión en la cámara interior del tanque 12 en la tolva de almacenamiento que sostiene el material a granel, puede accionarse manualmente. El primer extremo 232 del miembro accionador manual 230 se sujeta manualmente y gira en pivote en una dirección contrario al sentido de las manecillas del reloj respecto al eje pivote 236. El segundo extremo 234 del miembro accionador manual 230, de esta manera también gira en pivote respecto al eje pivote 236 en acoplamiento con el segundo extremo 220 del émbolo 216. Movimiento giratorio continuo contrario al sentido de las manecillas del reloj del miembro accionador manual 230 provoca que el émbolo 218 se deslice sobre el eje 141 desde la posición retraída, como se muestra en la Figura 3, a su posición extendida mostrada en las Figuras 5 y 7.

Conforme el émbolo 218 se mueve desde la posición retraída hacia la posición extendida, la cabeza 222 del émbolo 216 acopla el diafragma 250 del pistón accionador 240 y desliza el pistón accionador 240 sobre el eje 141 desde su posición retraída hacia su posición de descarga extendida.

Cuando el pistón accionador 240 está en la posición de descarga extendida (Figuras 5-8), el sello entre la cabeza 242 y el asiento de pistón accionador 156 se rompe de manera tal que el pasaje de fluido se extiende desde la cámara de fluido 92, a través del rebajo 152 del cubo 146, a través del asiento de pistón accionador 156 a la perforación 178, y a través de los pasajes de ventilación 190 a la atmósfera. La presión del gas dentro de la cámara de fluido 92 de esta manera se reduce a presión atmosférica. Aún cuando la compuerta 86 acopla la cámara interior del tanque 12 con la cámara de fluido 92, la compuerta 86 es relativamente más pequeña que el pasaje entre la cámara de fluido 92 y los pasajes de ventilación 190. Un diferencia de presión consecuentemente es creada entre la presión del gas en la cámara de fluido 92 que está a presión atmosférica, y la presión del gas dentro de la cámara interior del tanque 12 que se somete a presión, a una presión mayor que. la presión atmosférica. La fuerza de gas que actúa en el pistón de descarga 1 14 a través de las compuertas 70 es más grande que la fuerza acumulativa ejercida en el pistón de descarga 1 14 por el gas a presión atmosférica en la cámara de fluido 92 y la fuerza de derivación ejercida por el miembro de derivación 138. Esta diferencial en presión de gas y la diferencia resultante en las fuerzas que actúan en el pistón de descarga 114, provoca que el pistón de descarga 114 se deslice desde la posición de carga extendida como se ilustra en la Figura 3, hacia la válvula de presión positiva 120 y hacia la posición de descarga retraída de las Figuras 5 y 7, mientras que comprime el miembro de derivación 138.

El movimiento de pistón de descarga 1 14 desde la posición de carga extendida hacia la posición de descarga retraída rompe el sello creado entre los miembros de sello 66, 1 16 y abre el pasaje de fluido desde la cámara interior del tanque 12, a través de las compuertas 70 y dentro del pasaje de fluido del tubo de extensión 45. El gas a presión fluye desde el pasaje de fluido del tubo de extensión 45 fuera de la compuerta en el primer extremo del tubo de extensión 45 y dentro de la cámara de la tolva de almacenamiento para desprender de ahí el material.

Después de que el gas a presión del tanque 12 se ha descargado, puede liberarse el miembro accionador manual 230. El miembro de derivación 266 desliza entonces el pistón accionador 240 y el émbolo 216 desde sus posiciones de descarga extendidas a sus posiciones de carga retraídas. Conforme el émbolo 216 se desliza de regreso a posición retraída, el émbolo 216 gira en pivote el miembro accionador manual 230 desde su posición de descarga hacia su posición de carga. El tanque 12 se reabastece con gas a presión, un volumen del cual fluirá a través de la compuerta 86 en la pared lateral de la canasta 18 y dentro de la cámara de fluido 92 tras el pistón de descarga 1 14. La presión del gas dentro de la cámara de fluido 92 de esta manera se compensa con la presión del gas a presión dentro del tanque 12, y el miembro de derivación 138 deriva el pistón de descarga 114 hacia la posición de carga extendida creando de esta manera un sello entre los miembros de sello 66, 1 16. Los ciclos de carga y descarga del cañón de aire 0 pueden entonces continuarse selectivamente.

En una modalidad alterna del cañón de aire 10 de la presente invención, aire a presión que tiene una presión positiva mayor que la presión atmosférica se suministra a la segunda cámara 258 de la válvula accionada con presión positiva 120 a través del pasaje de fluido 198. El área superficial del diafragma 250 que está en comunicación con la segunda cámara 258 es mayor que el área superficial de la pared de extremo 244 de la cabeza 242 del pistón accionador 240. Por lo tanto, si el gas dentro de la segunda cámara 258 está a la misma presión que el gas dentro de la cámara de fluido 274, el gas a presión dentro de la segunda cámara 258 puede proporcionar una fuerza de derivación suficiente resultante para derivar el pistón accionador 240 hacia la posición de descarga extendida, mientras que supera la fuerza del gas en la cámara fluida 90 y la fuerza de derivación del miembro de derivación 268, para comprimir el miembro de derivación 268 y deslizar el pistón accionador 240 desde la posición retraída hacia la posición extendida. El gas a presión dentro de la cámara de fluido 92 después se descarga a la atmósfera a través de los pasajes de ventilación 190 como se describió anteriormente. El pistón de descarga 1 14 se mueve entonces hacia su posición retraída como se describe anteriormente, para descargar gas del tanque 12 a través de las compuertas 70 y el montaje de tubo de extensión 96.

Una vez que el gas a presión del tanque 12 se ha descargado, el suministro de gas a presión a la segunda cámara 258 de la válvula accionada de presión positiva 120 se apaga, y la segunda cámara 258 se coloca en comunicación fluida con la atmósfera a través del pasaje de fluido 198. El gas dentro de la segunda cámara 258 consecuentemente regresa a presión atmosférica. Por lo tanto el gas en la primera cámara 256 y la segunda cámara 258 están ambos a presión atmosférica. El miembro de derivación 268 deriva entonces el pistón accionador 240 a la posición retraída en donde la cabeza 242 crea un sello con el asiento de pistón accionador 156. Los ciclos de carga y descarga del cañón de aire 10 pueden ser continuados en forma selectiva según se desee.

En una modalidad alterna el cañón de aire de la presente invención se ilustra en la Figura 26. En esta modalidad, las bridas asociadas con la canasta y el tubo de descarga se colocan próximas a porciones de cabeza opuestas del aire tanque, en vez de la región de pared lateral cilindrica del tanque de aire. Esta modalidad de la Figura 26 se considerará más fácil y a su vez, menos costosa de fabricar que las modalidades previamente descritas.

Incluso otra modalidad alternativa de un cañón de aire se muestra en la figura 27. Como se muestra, esta modalidad comparte muchos de los mismos componentes como la modalidad mostrada en la figura 1. Esta modalidad comprende un tubo de extensión 300 que se recibe de manera deslizable en la canasta 18 y una brida de recepción 302. La brida de recepción 302 es intercalada entre el primer collar 30 y una brida de tubo de descarga 304 y comprende un par de anillos O 306 que se mantienen en ranuras anulares. La brida de tubo de descarga 304 preferiblemente se atornilla al tanque 12 y acopla el tanque 12 a una estructura de manejo de material a granel. Dado que el tubo de extensión 300 de esta modalidad se recibe de manera deslizable tanto en el tanque 18 como en la brida de recepción 302 y que los anillos O 306 sellan el tubo de extensión en una manera que el tubo de extensión no se acopla directamente con la canasta o la brida de recepción, la canasta y la brida de recepción no necesitan alinearse precisamente entre sí ya que el tubo de extensión puede montarse ligeramente en relación una con la otra. Esto reduce la precisión requerida para fabricar el cañón de aire 10 y asegura que los anillos O de la canasta 18 y la brida de recepción 302 se compriman relativamente de forma uniforme. El tubo de extensión 300 se remueve del tanque 12 a través del anillo 40 del segundo collar 32 cuando el ensamble de válvula 16 y la canasta se remueven de la misma. Con el tubo de extensión 300, el ensamble de válvula 16, y la canasta 18 removida del tanque 12, la brida de recepción 302 pueden tener acceso a través del anillo 40 del segundo collar 32 de manera que los anillos O de la brida de recepción puedan reemplazarse si es necesario, sin desprender el tanque de la brida del tubo de descarga 304.

Mientras que la presente invención se describe anteriormente en conexión con modalidades preferidas o ilustrativas, estas modalidades no pretenden ser exhaustivas o limitantes de la invención. Por el contrario, invención se pretende que cubra todas las alternativas, modificaciones equivalentes que pueden estar incluidos dentro de su espíritu y alcance.

Claims (8)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 - Un cañón de aire que comprende: un tanque que tiene una primeras y segundas aberturas opuestas y una cámara interior; una válvula unida rígidamente a la primera abertura; un tubo que conecta la válvula a la segunda abertura del tanque a través de la cámara interior del tanque, el tubo moviéndose en pivote con relación a cada una de la primera y segunda aberturas y que comprende un pasaje de fluido; la válvula configurada y adaptada para permitir selectivamente que el gas pase desde la cámara interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo y fuera del tanque a través de la segunda abertura y para evitar selectivamente que el gas pase desde el interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo.

2.- El cañón de aire de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el tubo se conecta telescópicamente a un ajuste que se fija rígidamente a la primera abertura y a un ajuste que se fija rígidamente a la segunda abertura.

3. - El cañón de aire de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque cada uno del primer y segundo ajustes es un manguito que rodea una porción del tubo.

4. - El cañón de aire de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque al menos un anillo O rodea el tubo y se intercala entre el tubo y el manguito del primer ajuste y al menos un anillo O rodea al tubo y se intercala entre el tubo y manguito del segundo ajuste.

5. - Un cañón de aire que comprende: un tanque que tiene primeras y segundas aberturas opuestas y una cámara interior; una válvula fija de manera rígida y removible a la primera abertura; un tubo que conecta a la válvula a la segunda abertura del tanque a través de la cámara interior del tanque, el tubo comprende un pasaje de fluido, el tubo se remueve del tanque a través de la primera abertura cuando la válvula se remueve de la primera abertura, la válvula configurada y adaptada para permitir selectivamente que el gas pase desde la cámara interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo y fuera del tanque a través de la segunda abertura y para evitar selectivamente que el gas pase desde el interior del tanque en el pasaje de fluido del tubo.

6. - El cañón de aire de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el tubo se conecta telescópicamente a un ajuste que se fija rígidamente a la primera abertura y a un ajuste que se fija rígidamente a la segunda abertura.

7. - El cañón de aire de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque cada uno del primer y segundo ajustes es un manguito que rodea una porción del tubo.

8. - El cañón de aire de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque al menos un anillo O rodea el tubo y se intercala entre el tubo y el manguito del primer ajuste y al menos un anillo O rodea el tubo y se intercala entre el tubo y el manguito del segundo ajuste.