MAQUINA PARA PROCESAR MASAS FLUIDAS / PASTOSAS MEDIANTE UNA SECCION QUE PUEDE SER VIBRADA EN LA DIRECCION DE TRANSPORTE.

Máquina para procesar o tratar un material transportable, especialmente una masa fluida o pastosa o un producto a granel,

con lo que la máquina presenta, al menos, una sección de paso (2; 21; 47, 48) con, al menos, un paso (2a; 21a; 47, 48) a través de cual se puede transportar el material a procesar o tratar (M) a lo largo de una dirección de transporte (F), caracterizada porque la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48) forma, al menos, un área parcial de un canal (1) de la máquina y se encuentra alojado de forma móvil en relación al canal (1) de la máquina, con lo que la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48) se encuentra acoplada con, al menos, una fuente (6, 7, 8, 9) para oscilaciones, con la que se puede someter a oscilaciones mecánicas en relación al canal (1) de la máquina, caracterizada porque la, al menos una, sección de paso (47, 48) en el canal (1) de la máquina es una sección volumétrica del canal (1) rellena con cuerpos de colisión (41, 42) que pueden vibrar

Máquina para procesar masas fluidas/pastosas mediante una sección que puede ser vibrada en la dirección de transporte.

La presente invención hace referencia a una máquina para procesar o tratar un material transportable, especialmente una masa fluida o pastosa o un producto a granel, con lo que la máquina presenta, al menos, una sección de paso con, al menos, un paso a través de cual se puede transportar el material a procesar o tratar a lo largo de una dirección de transporte.

En las máquinas de este tipo el material es transportado y procesado o tratado. En el caso de masas viscosas o pastosas, como por ejemplo chocolate, masa o termoplásticos/elastómeros el transporte se realiza, por ejemplo, mediante una extrusora. De acuerdo al material, el procesamiento o tratamiento se realiza en mezcladoras, laminadoras, molinos o extrusoras. Para ello se realiza, entre otras cosas, un cizallamiento y/o una extensión y, con ello, una mezcla del material. En el caso de emulsiones (por ejemplo chocolate) o suspensiones (molienda en mojado) se realiza una trituración de las partículas emulsionadas o suspendidas. Generalmente se realizan esfuerzos para modificar las propiedades reológicas del material de forma más o menos duradera, para lo cual se modifica, por ejemplo la distribución según el tamaño de las partículas emulsionadas o suspendidas, el grado de la reticulación de estructuras o la longitud media de las moléculas. Las modificaciones de este tipo se realizan mediante influencias mecánicas, térmicas, químicas o enzimáticas.

El transporte y el procesamiento/tratamiento de masas viscosas o pastosas, pero también el transporte de productos a granel requieren mucha energía y, en parte, máquinas diseñadas con el tamaño correspondiente.

La EP 0 612 603 A1 describe un sistema y un procedimiento para facilitar el paso de un material elastómero a través de una tobera. Para ello se hace vibrar una tobera de una extrusora, y con ello un paso formado en la tobera, a través de ultrasonido, con lo que se disminuye el roce entre el material y el paso. La vibración es generada a través de una conmutación eléctrica que emite una señal de oscilación a convertidores piezoeléctricos que luego son excitados para oscilar de forma mecánica y esas oscilaciones son transferidas al paso.

La SU 856 833 A1 así como la SU 1 445 676 A1 revelan un sistema similar. También aquí se encuentran previstos uno o más emisores de vibraciones, que se encuentran dispuestos en la pared interior de una carcasa de extrusora, también en el área de descarga de la extrusora.

La GB 1 171 735 A describe un paquete para hilar que se encuentra dispuesto más arriba de una placa de tobera y con el que se producen hilos a partir de productos de polimerización. Para ello, la fundición de productos de polimerización debe ser bombeada a través de los orificios de tobera de la placa de tobera. El paquete de hilado contiene esferas que forman una base de esferas que procura que el flujo de la fundición sea uniforme a lo largo de toda la placa de tobera para que el tiempo de permanencia de la fundición de producto de polimerización en todo el cabezal de hilado sea lo más uniforme posible en la superficie de la placa de tobera y, especialmente, para evitar áreas muertas entre los orificios de la tobera, que en comparación con su diámetro se encuentran bastante separados entre sí.

En todas estas propuestas de solución conocidas del estado actual del arte sólo se introducen oscilaciones en un fluido viscoso o viscoelástico (suspensión, emulsión o fusión termoplástica, elastómero) a través de la superficie de una tobera que vibra o de otra área que vibra en el espacio interior de una carcasa para influenciar las propiedades reológicas del fluido.

La GB 1 171 735 A menciona esferas en un paquete de hilado. Sin embargo, estas esferas forman una "base de esferas" dentro del paquete de hilado que no es vibrado, sino que sólo provoca un emparejamiento del tiempo de permanencia del fluido que atraviesa la base de esferas. Se intenta no interferir de ninguna manera, y menos con vibraciones, el proceso de hilado, que es muy inestable.

Es por ello objeto de la presente invención, ahorrar energía y/o obtener una máquina de menor tamaño en el caso del procesamiento/tratamiento y especialmente en el transporte de las masas viscosas o viscoelásticas o pastosas.

Este objeto es resuelto porque en la máquina mencionada anteriormente la, al menos una, sección de paso ("vibrocanal", "vibrosección") forma, al menos, un área parcial de un canal de la máquina y se encuentra alojado de forma móvil en relación al canal de la máquina, con lo que la, al menos una, sección de paso se encuentra acoplada con al menos una fuente para oscilaciones, con la que se puede someter a oscilaciones mecánicas en relación al canal de la máquina.

En otra ejecución ventajosa de la máquina conforme a la invención la, al menos una, sección de paso en el canal de la máquina es una sección volumétrica del canal rellena con cuerpos de colisión que pueden vibrar. Esta forma un paquete de cuerpos de colisión en la que los cuerpos de colisión se encuentran empacados de forma más o menos densa. A través de la pared del paquete, la fuente de oscilaciones acoplada con el paquete de cuerpos de colisión transfiere choques a los cuerpos de colisión en el paquete y hace que los cuerpos de colisión vibren. El material transportado a través de la sección de paso entre los cuerpos de colisión es procesado esencialmente de dos maneras debido al movimiento de los cuerpos de colisión. Por un lado, los choques entre los cuerpos de colisión provocan una dispersión o desaglomeración de las partículas emulsionadas o suspendidas del material que se encuentran en ese momento entre los cuerpos de colisión que chocan entre sí. Por otro lado, los movimientos relativos (no de choque) de los cuerpos de colisión adyacentes provocan una gradiente de cizallamiento y, de esta manera, un cizallamiento y/o una extensión del material, por lo que se reduce su viscosidad.

De manera conveniente, los cuerpos de colisión forman un paquete lo más denso posible, con espacios huecos entre los cuerpos de colisión que se encuentran en contacto, con lo que los cuerpos de colisión poseen, especialmente, diferentes tamaños y/o diferentes formas. En el caso de esta ejecución, por un lado, muchos cuerpos de colisión se encuentran en el paquete, lo que provoca una gran cantidad de choques; por otro lado, las distancias medias de los cuerpos de colisión adyacentes es pequeña, por lo que en el caso de existir energía de choque se presenta un alto gradiente de cizallamiento y de extensión.

De acuerdo a la necesidad, los cuerpos de colisión pueden presentar, al menos, una de las siguientes formas: forma esférica, forma de poliedro, forma de barra, especialmente forma de cilindro o forma de prisma. En el caso de la forma esférica se obtienen fuerzas de choque con un efecto puntual muy alto, a través de las cuales se pueden triturar también aglomerados muy estables; sin embargo, la posibilidad de chocar con un aglomerado es muy escasa. La forma de poliedro posibilita fuerzas de choque relativamente débiles que actúan de manera plana o de borde, con lo que aquí la posibilidad de chocar con un aglomerado es mucho mayor que en el caso de la forma esférica. Además, se debe contar con un efecto cizalla mayor que en el caso de la forma esférica. En el caso de los cuerpos de colisión en forma de barra, las vibraciones se pueden introducir en el paquete de cuerpos de colisión con una dirección predominante. Así, por ejemplo, las barras se pueden encontrar dispuestas en paralelo en el paquete y la excitación por choque puede realizarse de manera tal, que se produzca predominantemente una dirección de ida y vuelta de las barras a lo largo de la dirección de las mismas. De esta manera, entre las barras domina el efecto cizalla en lugar del efecto de choque. En el caso de una disposición vertical de la sección de paso, con barras también dispuestas verticalmente, se prefiere la forma de prisma; mientras que en el caso de una disposición horizontal de la sección de paso se prefiere la forma cilíndrica.

Preferentemente, al menos una parte de los cuerpos de colisión se compone de un material electroconductor y la fuente de las oscilaciones es una fuente para oscilaciones electromagnéticas, con lo que, a través de los campos electromagnéticos alternos generados, los cuerpos de colisión electroconductores se pueden excitar para producir oscilaciones y/o movimientos mecánicos. Esta ejecución posibilita un acoplamiento...

1. Máquina para procesar o tratar un material transportable, especialmente una masa fluida o pastosa o un producto a granel, con lo que la máquina presenta, al menos, una sección de paso (2; 21; 47, 48) con, al menos, un paso (2a; 21a; 47, 48) a través de cual se puede transportar el material a procesar o tratar (M) a lo largo de una dirección de transporte (F), caracterizada porque la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48) forma, al menos, un área parcial de un canal (1) de la máquina y se encuentra alojado de forma móvil en relación al canal (1) de la máquina, con lo que la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48) se encuentra acoplada con, al menos, una fuente (6, 7, 8, 9) para oscilaciones, con la que se puede someter a oscilaciones mecánicas en relación al canal (1) de la máquina, caracterizada porque la, al menos una, sección de paso (47, 48) en el canal (1) de la máquina es una sección volumétrica del canal (1) rellena con cuerpos de colisión (41, 42) que pueden vibrar.

2. Máquina conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque los cuerpos de colisión (41, 42) forman un paquete lo más denso posible (47, 48) con espacios huecos entre los cuerpos de colisión que están en contacto entre sí.

3. Máquina conforme a la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque los cuerpos de colisión (41, 42) poseen diferentes tamaños y/o diferentes formas.

4. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los cuerpos de colisión (41, 42) poseen, al menos, una de las siguientes formas: forma esférica, forma de poliedro, forma de barra, especialmente forma de cilindro o forma de prisma.

5. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque, al menos, una parte de los cuerpos de colisión (41, 42) se componen de un material electroconductor y porque la fuente (6, 7, 8, 9) para oscilaciones es una fuente para oscilaciones electromagnéticas, con lo que, a través de los campos electromagnéticos alternos generados, los cuerpos de colisión electroconductores se pueden excitar para producir oscilaciones y/o movimientos mecá-nicos.

6. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48) se encuentra alojada mediante elementos elásticos (4) en relación al canal de la máquina.

7. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque entre la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48) y el canal (1) de la máquina se encuentra dispuestos elementos amortiguadores; con lo que especialmente el material transportable sirve como elemento amortiguador.

8. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48) y el canal (1) de la máquina se encuentran desacoplados en términos de oscilaciones.

9. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque mediante la, al menos una fuente (6, 7, 8, 9) se puede hacer oscilar a la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48) y porque las oscilaciones presentan un componente tangencial y/o normal (T, N) en relación la superficie interior (5) del, al menos, un paso (2a; 21a; 47, 48) dirigida al material transportable (M).

10. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque múltiples secciones de paso (2; 21; 47, 48) se encuentran dispuestas, una tras otra, en, al menos, un área parcial del canal (1) de la máquina a lo largo de la dirección de transporte (F) del canal.

11. Máquina conforme a la reivindicación 10, caracterizada porque, al menos, algunas de las múltiples secciones de paso sucesivas (2; 47, 48) se encuentran dispuestas de forma distanciada a lo largo de la dirección de transporte (F).

12. Máquina conforme a la reivindicación 10 o 11, caracterizada porque las múltiples secciones de paso son idénticas entre sí.

13. Máquina conforme a la reivindicación 10 o 11, caracterizada porque, al menos, algunas de las múltiples secciones de paso (47, 48) son diferentes entre sí.

14. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque las múltiples secciones de paso se pueden excitar a oscilaciones idénticas entre sí.

15. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque al menos, algunas de las múltiples secciones de paso (2; 47, 48) se pueden excitar a oscilaciones diferentes entre sí.

16. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la, al menos una, fuente (8, 7, 8, 9) para oscilaciones mecánicas es un vibrador y porque las oscilaciones mecánicas son oscilaciones amortiguadas forzadas de la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48).

17. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la, al menos una, fuente (6, 7, 8, 9) para oscilaciones mecánicas es un percutor y porque las oscilaciones mecánicas son excitaciones por choque de la, al menos una, sección de paso (2; 21; 47, 48).

18. Máquina conforme a la reivindicación 16 o 17, caracterizada porque presenta múltiples fuentes (6, 8, 9) para oscilaciones mecánicas.

19. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizada porque la, al menos una, fuente (6, 7, 8, 9) para oscilaciones mecánicas se puede activar independientemente del estado de funcionamiento de la máquina.

20. Máquina conforme a la reivindicación 18 o 19, caracterizada porque las múltiples fuentes (6, 7, 8, 9) para oscilaciones mecánicas se pueden activar por separado.

21. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, al menos, un primer dispositivo (10) para determinar las propiedades reológicas del material transportable se encuentra dispuesto más abajo de la respectiva sección de paso (2; 21; 47, 48) para la generación de primeras señales en una primera salida de señal (11) que caracterizan las propiedades físico-químicas, especialmente reológicas, del material (M) más abajo de la sección de paso (2; 21; 47, 48).

22. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos, un segundo dispositivo (12) para determinar las propiedades reológicas del material transportable (M) se encuentra dispuesto más arriba de la respectiva sección de paso (2; 21; 47, 48) para la generación de segundas señales en una segunda salida de señal (13) que caracterizan las propiedades físico-químicas, especialmente reológicas, del material (M) más arriba de la sección de paso (2; 21; 47, 48).

23. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 21 o 22, caracterizada porque las señales de la primera y/o de la segunda salida de señal (11, 13) se comparan con respectivas señales de referencia que caracterizan a determinadas propiedades reológicas, con lo que, dependiendo del resultado de la comparación de las señales, dentro de un circuito de regulación se realiza un acoplamiento retroactivo para la activación de la, al menos una, fuente (6, 7, 8, 9) para oscilaciones mecánicas.

24. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 21, 22 o 23, caracterizada porque las señales de la primera y de la segunda salida de señal (11, 13) se comparan entre sí, con lo que, dependiendo del resultado de la comparación de las señales, dentro de un circuito de regulación se realiza un acoplamiento retroactivo para la activación de la, al menos una, fuente (6, 7, 8, 9) para oscilaciones mecánicas.

25. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el canal (1) de la máquina y el, al menos, un paso (2a; 21a; 47, 48) de la sección de paso (2; 21; 47, 48) transcurren de forma vertical.

26. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizada porque el canal (1) de la máquina y el, al menos, un paso (2a; 21a; 47, 48) de la sección de paso (2; 21; 47, 48) transcurren de forma horizontal.

27. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la máquina es una extrusora (20) y la, al menos una, sección de paso (2) es una tobera, especialmente la tobera de extrusión de la extrusora.

28. Máquina conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la máquina es una extrusora (20) y la, al menos una, sección de paso (2) es un filtro de masa fundida (21) de la extrusora.

29. Máquina conforme a una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizada porque la máquina es una moldeadora a presión (20) y la, al menos una, sección de paso (2) es una célula de acondicionamiento de la moldeadora a presión.