Carro alimentador para máquina compresora y uso del mismo.

La invención describe un carro alimentador para máquina compresora,

del tipo que presenta un extremo superior de llenado por el que se introduce un material particulado destinado a comprimirse en una matriz de la máquina compresora y un extremo inferior de descarga de dicho material particulado hacia dicha matriz. Al menos parte de los elementos constituyentes de dicho carro alimentador pueden desplazarse unos con respecto a otros, permitiendo así modificar la geometría de al menos uno de dicho extremo inferior de descarga, dicho extremo superior de llenado y una parte intermedia del carro alimentador entre ambos extremos. La invención también describe el uso de un carro alimentador de este tipo, que comprende las etapas iniciales de determinar la geometría de carro óptima para un material particulado que se desea comprimir y aplicar dicha geometría de carro optima al carro alimentador.

.c1RRO ALIMENTADOR PARA MÁQUINA COMPRESORA Y USO DEL MISMO

Campo de la invención La presente invención se refiere de manera general al campo de las máquinas compresoras, y más concretamente a un carro alimentador para máquinas compresoras.

Antecedentes de la invención Las máquinas compresoras se usan ampliamente en diversos campos de la técnica, tales como por ejemplo en farmacia, en la preparación de vitaminas, piezas mecánicas compactadas, microelectrónica, etc. Las máquinas compresoras se emplean junto con un carro alimentador, que proporciona el material particulado de partida a una matriz de la máquina compresora, en la que se comprime dicho material particulado para producir el artículo comprimido final.

Se conocen dos tipos principales de máquinas compresoras: las

Por su parte, las máquinas compresoras rotatorias cuentan con varias matrices y punzones insertados en una platina móvil circular. En este caso, el carro alimentador permanece fijo.

Al usar máquinas compresoras alimentadas mediante un carro o tolva, se produce un fenómeno denominado de segregación, que provoca un llenado no homogéneo de la matriz de la máquina compresora con material particulado. Evidentemente, este fenómeno se agrava cuando el material particulado está constituido por una mezcla de partículas de diferentes materiales con diferentes propiedades. Este fenómeno de segregación resulta particularmente perjudicial en aplicaciones en las que es importante mantener una proporción específica de los diversos materiales empleados para la fabricación del artículo comprimido final, tales como en la industria farmacéutica para la preparación de comprimidos.

Además también pueden producirse otras circunstancias perjudiciales como problemas de compactación derivados de que unas partículas se quedan pegadas a las paredes y otras no, posibilidad de rotura de las pastillas al imprimir sobre ellas numeraciones, logotipos, etc.

Este fenómeno de segregación, que consiste en la agrupación de partículas similares, se produce mediante una combinación de diversos mecanismos:

-un mecanismo de condensación que se produce por la diferencia de densidad entre diversas partículas que componen el material particulado: las partículas más pesadas tienden a ubicarse en la parte inferior y las menos pesadas en la parte superior;

-un mecanismo de convección: se produce en mezclas de partículas de diferentes tamaños, que al someterse a ciertas condiciones de vibración experimentan un movimiento cíclico que hace que se acumulen en regiones localizadas;

-una segregación por percolación provocada por la entrada de partículas pequeñas en los espacios vacíos generados por partículas más grandes, en la dirección de la aceleración de la gravedad, hasta que la estructura granular tiende a ser localmente de partículas iguales; y

-una trayectoria de segregación por la que los efectos de fricción reducen las velocidades de las partículas más pequeñas o más angulares en una fina capa de material en movimiento.

Por tanto, la combinación de uno o más de los mecanismos anteriores provoca la segregación o separación de diversas partículas que componen un material particulado de partida a lo largo de su desplazamiento desde el carro alimentador hasta la matriz de la máquina compresora.

Durante el llenado del carro alimentador puede producirse un primer fenómeno de segregación dado que las partículas caen a distintas velocidades en función de sus propiedades, y también rebotan de distinta manera unas contra otras y contra las paredes del carro. Por tanto, las propiedades de las partículas (densidad, forma, tamaño, etc.) , los coeficientes de fricción (estático y de rodamiento) y de restitución (en los contactos partícula-partícula y partícula-carro) , la geometría del carro, etc. afectan a este primer fenómeno de segregación.

El continuo llenado de la (s) matriz/matrices también provoca un fenómeno de segregación, dado que las partículas se desplazan dentro del carro a distintas velocidades debido a los factores mencionados anteriormente.

En el caso de las máquinas compresoras excéntricas, en las que el carro alimentador se somete a un desplazamiento continuo tal como se mencionó anteriormente, este desplazamiento del carro provoca una segregación adicional de las partículas presentes en su interior por los factores anteriormente mencionados.

Tal como se mencionó anteriormente, la geometría del carro alimentador influye sobre dichos fenómenos de segregación. Sin embargo, no es posible diseñar un carro alimentador con una geometría óptima universal que reduzca los fenómenos de segregación ya que dicha segregación también depende de otros factores tales como las propiedades y proporciones de las diferentes partículas que componen el material particulado, etc.

El documento US 6764296 da a conocer un método de f1uidización del contenido de un carro alimentador con objeto de reducir estos fenómenos de segregación. Los materiales particulados se hacen pasar a través de un fluidizador que está dividido mediante una placa de distribución para formar una primera y una segunda cámara. Los materiales particulados pasan a través de dicha primera cámara que está en comunicación de gases con dicha segunda cámara por medio de la placa de distribución porosa. Se suministra gas a la segunda cámara a una presión suficiente para generar un cojinete de gas entre la placa de distribución porosa y el material particulado. Se permite que el gas migre a través del material particulado, después se evacúa a la atmósfera circundante sin provocar turbulencias sustanciales en el material particulado.

Sin embargo, mediante el método dado a conocer en el documento US 6764296 resulta difícil controlar la homogeneización del material particulado y por tanto no es posible garantizar que los artículos comprimidos finales presenten la uniformidad de peso y composición necesaria.

Por tanto, sigue existiendo en la técnica la necesidad de un carro alimentador que permita reducir los fenómenos de segregación producidos durante la fabricación de artículos comprimidos, obteniendo así una mejora en la uniformidad de peso y composición de dichos artículos comprimidos.

Sumario de la invención La presente invención soluciona los problemas de la técnica anterior dando a conocer un carro alimentador para máquina compresora cuya geometría puede variarse en función de las propiedades y proporciones de las partículas que componen el material particulado de partida, de modo que se minimizan los fenómenos de segregación producidos dentro de dicho carro alimentador.

Concretamente, según un primer aspecto, la presente invención da a conocer un carro alimentador para máquina compresora, del tipo que presenta un extremo superior de llenado por el que se introduce un material particulado destinado a comprimirse en una matriz de la máquina compresora y un extremo inferior de descarga de dicho material particulado hacia dicha matriz. Al menos parte de los elementos que constituyen el carro alimentador de la presente invención pueden desplazarse unos con respecto a otros, permitiendo así modificar la geometría de al menos uno de dicho extremo inferior de descarga, dicho extremo superior de llenado y una parte intermedia del carro alimentador entre ambos extremos. El término "desplazarse" debe interpretarse de forma amplia, pudiendo referirse dicho término a "modificarse" la posición de los elementos del carro para modificar su geometría, "variar el diámetro" del carro para modificar su geometría o "variar" la sección del carro, entre otros conceptos equivalentes.

Según un segundo aspecto, la presente invención da a conocer un uso de un carro alimentador para máquina compresora según el primer aspecto de la presente invención. El uso según el segundo aspecto de la presente invención comprende las etapas de:

determinar la geometría de carro óptima para un material particulado que se desea comprimir;

aplicar dicha geometría de carro óptima al carro alimentador;

llenar el carro alimentador con el material particulado; y

accionar la máquina compresora para fabricar los artículos comprimidos....

1. Carro alimentador para máquina compresora, del tipo que presenta un extremo superior de llenado por el que se introduce un material particulado destinado a comprimirse en una matriz de la máquina compresora y un extremo inferior de descarga de dicho material particulado hacia dicha matriz, caracterizado por que al menos parte de los elementos constituyentes de dicho carro alimentador pueden desplazarse unos con respecto a otros, permitiendo así modificar la geometría de al menos uno de dicho extremo inferior de descarga, dicho extremo superior de llenado y una parte intermedia del carro alimentador entre ambos extremos.

2. Carro alimentador según la reivindicación 1, caracterizado por que está constituido por dos placas laterales (10) , al menos una placa trasera (12A, 128) , una placa delantera inferior fija (14) , una placa delantera superior móvil (16) , una primera placa delantera deslizante (18) y una segunda placa delantera deslizante (20) ; que permiten variar la geometría del carro alimentador.

3. Carro alimentador según la reivindicación 2, caracterizado por que: la placa delantera superior (16) puede fijarse a cada placa lateral (10) en una pluralidad de posiciones mediante tornillería (22) a través de una pluralidad de orificios roscados (24) en la placa delantera superior (16) y una pluralidad de ranuras (26) correspondientes en cada placa lateral (10) ; la primera placa delantera deslizante (18) se une a la placa delantera superior (16) mediante una bisagra (28) que permite variar el ángulo de inclinación formado entre ambas; la primera placa delantera deslizante (18) se une a la segunda placa delantera deslizante (20) mediante tornillería (22) a través de un orificio roscado (30) presente en una de la primera o la segunda placas delanteras deslizantes y una ranura (32) presente en la otra de la segunda o la primera placas delanteras deslizantes, permitiendo dicha ranura (32) el deslizamiento relativo de una placa delantera deslizante con respecto a la otra; la segunda placa delantera deslizante (20) puede fijarse a cada placa lateral (10) en una pluralidad de posiciones mediante tornillería (22) a través de un orificio roscado (34) en la segunda placa delantera deslizante (20) y uno de una pluralidad de orificios (36) en cada placa

lateral (10) ; mediante lo cual las diversas posiciones de fijación posibles de la placa delantera superior (16) , la primera placa delantera deslizante (18) y la segunda placa delantera deslizante (20) permiten variar la geometría del extremo inferior de descarga del carro alimentador.

4. Carro alimentador según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado por que la primera placa delantera deslizante (18) presenta una ranura (32) y la segunda placa delantera deslizante (20) presenta una pluralidad de orificios roscados (30) permitiendo la fijación de la primera placa delantera deslizante (18) y la segunda placa delantera deslizante (20) mediante tomillería (22) a través de uno cualquiera de dicha pluralidad de orificios roscados (30) y de la ranura

(32) en una pluralidad de posiciones.

5. Carro alimentador según la reivindicación 1, caracterizado por que está constituido por dos placas laterales (38) , una placa delantera (40) móvil y una placa trasera (42) móvil, mediante lo cual se permite variar la geometría del carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga.

6. Carro alimentador según la reivindicación 5, caracterizado por que las placas laterales (38) presentan una ranura superior (44) Y una ranura inferior (46) , las placas delantera y trasera (40, 42) presentan un orificio roscado de fijación inferior (48) y una pluralidad de orificios roscados de fijación superiores (50) para fijar dichas placas delantera (40) y trasera

(42) a las placas laterales (38) en una pluralidad de posiciones mediante tomillería (52) a través de las ranuras inferiores (46) y superiores (44) , respectivamente, mediante lo cual se permite variar la geometría del carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga.

7. Carro alimentador según cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado por que comprende además un tubo interior (58) que recorre el carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga y destinado a contener en su interior el material particulado, presentando el tubo interior (58) una primera abrazadera (60) en su extremo superior y una segunda abrazadera (62) en su extremo inferior, presentando cada abrazadera (60, 62) al menos un orificio roscado para su fijación mediante tomillería a las placas laterales (38) a través de las ranuras superiores (44) e inferiores (46) en

una pluralidad de posiciones.

8. Carro alimentador según la reivindicación 7, caracterizado por que cada una de las paredes laterales (38) comprende además una ranura intermedia (54) entre la ranura superior (44) y la ranura inferior (46) , y el tubo interior (58) comprende además una abrazadera intermedia (64) con al menos un orificio roscado de fijación para su fijación mediante tornillería a las placas laterales (38) través de las ranuras intermedias (54) .

9. Carro alimentador según la reivindicación 1, caracterizado por que está constituido por un tubo (58) , presentando dicho tubo (58) una primera abrazadera (60) en su extremo superior y una segunda abrazadera (62) en su extremo inferior mediante lo cual se proporcionan puntos de fijación que permiten variar la geometría del carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga.

10. Carro alimentador según la reivindicación 9, caracterizado por que comprende una abrazadera intermedia (64) para proporcionar otro punto de fijación.

11. Uso de un carro alimentador para máquina compresora según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende las etapas de:

determinar la geometría de carro óptima para un material particulado que se desea comprimir; aplicar dicha geometría de carro óptima al carro alimentador; llenar el carro alimentador con el material particulado; y accionar la máquina compresora para fabricar los artículos comprimidos.

12. Uso según la. reivindicación 11, caracterizado por que la etapa de determinar la geometría de carro óptima comprende: a) aplicar una primera geometría al carro alimentador; b) fabricar artículos comprimidos con dicha primera geometría; c) analizar la composición de los artículos comprimidos; d) repetir las etapas a) -c) para una pluralidad de geometrías de carro

distintas; y e) determinar la geometría óptima para el material particulado empleado de entre la pluralidad de geometrías aplicadas al carro alimentador.

13. Uso según la reivindicación 11, caracterizado por que la etapa de determinar la geometría de carro óptima comprende:

a) introducir parámetros que afectan a la segregación del material particulado en el carro alimentador en un software informático; b) realizar simulaciones de segregación del material particulado con diversas geometrías del carro alimentador mediante dicho software 5 informático; y

c) determinar la geometría óptima para el material particulado empleado de entre la pluralidad de geometrías simuladas para el carro alimentador.

14. Uso según la reivindicación 13, caracterizado por que los parámetros que afectan a la segregación del material particulado en el carro alimentador incluyen las dimensiones y la densidad del material particulado.

15. Uso según la reivindicación 14, caracterizado por que los parámetros que afectan a la segregación del material particulado en el carro alimentador incluyen además el coeficiente de restitución, el coeficiente de fricción estático y el coeficiente de fricción de rodadura entre las partículas del material particulado y entre el material particulado y el carro alimentador.