Dispositivo de pesaje para utilizar en procesos de llenado y/o dosificación en instalaciones industriales para materiales a granel, y método para el llenado de un recipiente de pesaje en un dispositivo de pesaje de esta clase.

Dispositivo de pesaje para utilizar en procesos de llenado y/o de dosificación en instalaciones industriales para materiales a granel (granulado de material plástico,

componentes cromógenos, pigmentos) con un recipiente de pesaje (30), un tubo de válvula (7) para suministrar el material a granel al recipiente de pesaje (30) y que en su orificio de desembocadura inferior presenta un asiento de válvula cónico (24), con el cual interactúa, cerrando de manera hermética, un cuerpo de cierre (22) que se estrecha de manera cónica en el sentido hacia el orificio de llenado, y que puede ser conducido por motor a la posición de cierre y a la posición de apertura (X o Y), y dodne el nivel de cierre del cuerpo de cierre (22) se encuentra en el nivel del orificio de llenado de una tapa (29) que cierra el recipiente de pesaje (30) en su lado superior, a través del cual el tubo de válvula (7) suministra el material a granel en el recipiente de pesaje (30), caracterizado porque el recipiente de pesaje (30) presenta pernos (31, 32) en los lados enfrentados, mediante los cuales dicho recipiente descansa en cada caso en un soporte (33, 34) que se conecta en cada caso a través de una barra (39, 40) con una horquilla de pesaje (45) conformada aproximadamente con forma de U en la vista superior, la cual está asociada a una célula de pesaje (50), y porque en cada uno de los brazos en U (46, 47) se encuentra acoplada una de las barras (39, 40), y el puente de la horquilla de pesaje (45) con forma de U interactúa con la célula de pesaje (50).

Dispositivo de pesaje para utilizar en procesos de llenado y/o dosificación en intalaciones industriales para materiales a granel, y método para el llenado de un recipiente de pesaje en un dispositivo de pesaje de esta clase.

La presente invención hace referencia a un dispositivo de pesaje para utilizar en procesos de llenado y/o de dosificación en instalaciones industriales para materiales a granel.

Además, la presente invención hace referencia a un método para el llenado de un recipiente de pesaje.

Estado del arte Los procesos de llenado en instalaciones industriales, en el caso de un funcionamiento manual, parcialmente automático y completamente automático, condicionan la detección de los componentes que participan en el proceso. En este caso, se encuentran a disposición los métodos de medición volumétricos y gravimétricos. La técnica de pesaje discontinuo ocupa un área extensa, conformando una parte importante y esencial de la instalación.

En la planificación de las instalaciones de pesaje, tanto en el área de la técnica de pesaje, como también en el área de la técnica de dosificación, se ofrecen generalmente una pluralidad de opciones de solución. Cada instalación de pesaje de mezclas se debe construir en base a parámetros muy específicos a considerar.

Los dispositivos de pesaje de la clase conocida, están compuestos esencialmente por una célula de pesaje, un sistema de palancas y un recipiente al cual se suministra el material a granel, por ejemplo, granulado de material plástico, a través de una tolva de almacenamiento, y dicha tolva es alimentada, por otra parte, por gravedad o también de manera neumática. Se conocen las denominadas básculas de tolva en las que una tolva con un volumen que depende de su aplicación, se encuentra suspendida de una célula de pesaje, o se encuentra montada sobre una célula de pesaje. La tolva no presenta mecánicamente ninguna otra unión fija. El orificio de salida inferior de la tolva es generalmente circular. Dicho orificio de salida se adapta al material a pesar y a la cantidad de carga, de manera que se pueda realizar una descarga continua de material. Sin embargo, el orificio de salida se debe mantener siempre lo más reducido posible para cumplir con las condiciones anteriormente mencionadas. En la parte superior, la tolva está provista, generalmente, de una tapa montada en la superficie de manera que se pueda desmontar. A través de una entalladura en dicha tapa, sobresale un tubo de alimentación hacia el interior de la tolva. A través de dicho tubo de alimentación, la tolva se llena de manera controlada por una unidad de control. El tubo de alimentación sobresale, generalmente, alrededor de dos a cinco milímetros hacia el interior de la tolva. Por encima de la tolva, en el tubo de alimentación, se encuentra dispuesto un elemento de cierre para llenar la tolva con material con la cantidad cargada en el momento deseado. El tubo de alimentación se encuentra conectado, sobre el elemento de cierre, con un depósito de almacenamiento de material. Dicho depósito puede ser muy diferente, también se puede tratar de un silo con una capacidad de almacenamiento de una pluralidad de toneladas. Resulta importante que el depósito contenga siempre, al menos, la cantidad de material necesaria para una recarga.

Las básculas de tolva utilizadas en la industria de los materiales plásticos presentan, generalmente, un volumen de entre cinco y 150 litros, dependiendo del caudal deseado. La recarga es controlada, generalmente, mediante el peso. Se predetermina en la unidad de control tanto un peso mínimo (apertura de la compuerta de recarga o similar) , como un peso máximo (cierre de la compuerta de recarga o similar) . También se conoce la detección del nivel de carga mediante dos sensores, y el control de la recarga mediante dicho nivel.

Particularmente en el caso de componentes sensibles, como por ejemplo, pigmentos colorantes, es importante que se realice un pesaje lo más exacto posible de la carga a determinar. En este caso, se requiere, además de una célula de pesaje correspondiente, también una alimentación de manera discontinua lo más exacta posible del material a granel en cuestión. Cuando el recipiente se encuentra cargado, se debe bloquear la alimentación del material a granel. En el estado del arte, esto se logra mediante diferentes construcciones. En el caso de una forma constructiva, se utiliza una denominada válvula de manguito. En este caso, se trata de una pieza tubular que en el espacio interior presenta un cuerpo de cierre flexible fabricado en un material plástico que presenta propiedades elásticas como el caucho, el cual se deforma hacia el interior mediante una aplicación de aire comprimido y, de esta manera, se cierra la sección transversal libre de la pieza tubular en cuestión y, de esta manera, se interrumpe la alimentación adicional de material a granel en el recipiente de pesaje. Dicha válvula de manguito se encuentra dispuesta por encima del recipiente de pesaje, a una distancia axial determinada, de manera coaxial en relación con el recipiente de pesaje. De esta manera, el material a granel cae en el recipiente de pesaje con una energía cinética relativamente elevada, y somete dicho recipiente a oscilaciones, de manera que, en primer lugar, se deba aguardar un periodo de tiempo determinado hasta que se pueda pesar, hecho que en la planta de producción resulta un inconveniente. Además, después del cierre de la válvula de manguito, una columna de material a granel determinada permanece entre el orificio inferior de la válvula de manguito y el orificio de desembocadura superior del recipiente de pesaje, de manera que el resultado del pesaje puede verse afectado.

Otra forma constructiva opera con una compuerta de cierre que se desplaza de manera ortogonal en relación con el eje longitudinal de un tubo de alimentación. También en esta forma constructiva, el material a granel cae en el recipiente de pesaje con una energía cinética relativamente elevada, y somete dicho recipiente a oscilaciones con las desventajas anteriormente descritas. Además, el material a granel puede bloquear las guías de la compuerta de cierre, de manera que dicha compuerta ya no se pueda desplazar.

Además, en esta forma constructiva también se encuentra una columna de material a granel después del cierre, entre el cuerpo de cierre y el recipiente de pesaje, que altera el resultado del pesaje.

En el caso de una tercera forma constructiva, existe una compuerta de cierre que realiza un movimiento oscilante orientado de manera ortogonal en relación con el eje longitudinal de un tubo de llenado, y un movimiento ascensional orientado de manera axial en relación con el orificio de llenado.

También en el caso de dicha forma constructiva, el recipiente de pesaje es sometido a oscilaciones debido a la cantidad de material a granel que entra en el recipiente de pesaje con una energía cinética relativamente elevada, independientemente de que también en este caso permanezca una cantidad de material a granel entre el orificio de llenado del recipiente de pesaje y el lado inferior del cuerpo de cierre de movimiento ascendente y oscilante, hecho que puede alterar el resultado del pesaje. Además, dicha forma constructiva requiere de dos sentidos diferentes de accionamiento, es decir, un movimiento oscilante y un movimiento ascensional, hecho que también genera perturbaciones.

Esencialmente, las básculas de tolva se utilizan en máquinas y equipos que procesan materiales, es decir, que consumen dichos materiales. Cuando la báscula de pesaje se llena, dicha báscula se encuentra completamente desacoplada y funciona como una báscula. Cuando fluye material en el orificio de salida inferior, la báscula de tolva permanece más ligera. Mediante dicha variación de peso se puede determinar tanto la capacidad en kilogramos/ hora, como un consumo en kilogramos. Cuando la báscula de tolva ha alcanzado el nivel de carga mínimo, dicha báscula es llenada nuevamente mediante la apertura del elemento de cierre por un periodo de tiempo reducido. Durante dicho proceso no se utilizan valores de medición. En dicho periodo de tiempo, el dispositivo dosificador continúa funcionando, por ejemplo, con la velocidad de rotación previamente ajustada. El proceso de recarga es muy breve, y puede ser de uno a tres kilogramos/ segundo.

Las básculas de tolva se utilizan en la industria de los materiales plásticos, preferentemente en todas las máquinas de procesamiento, por ejemplo, en máquinas de extrusión. Mediante la báscula de tolva se puede controlar la cantidad de carga de la máquina de extrusión. Cuando se desee, la máquina de extrusión también puede ser regulada por la unidad de control para la detección del caudal,... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de pesaje para utilizar en procesos de llenado y/o de dosificación en instalaciones industriales para materiales a granel (granulado de material plástico, componentes cromógenos, pigmentos) con un recipiente de pesaje (30) , un tubo de válvula (7) para suministrar el material a granel al recipiente de pesaje (30) y que en su orificio de desembocadura inferior presenta un asiento de válvula cónico (24) , con el cual interactúa, cerrando de manera hermética, un cuerpo de cierre (22) que se estrecha de manera cónica en el sentido hacia el orificio de llenado, y que puede ser conducido por motor a la posición de cierre y a la posición de apertura (X o Y) , y dodne el nivel de cierre del cuerpo de cierre (22) se encuentra en el nivel del orificio de llenado de una tapa (29) que cierra el recipiente de pesaje (30) en su lado superior, a través del cual el tubo de válvula (7) suministra el material a granel en el recipiente de pesaje (30) , caracterizado porque el recipiente de pesaje (30) presenta pernos (31, 32) en los lados enfrentados, mediante los cuales dicho recipiente descansa en cada caso en un soporte (33, 34) que se conecta en cada caso a través de una barra (39, 40) con una horquilla de pesaje (45) conformada aproximadamente con forma de U en la vista superior, la cual está asociada a una célula de pesaje (50) , y porque en cada uno de los brazos en U (46, 47) se encuentra acoplada una de las barras (39, 40) , y el puente de la horquilla de pesaje (45) con forma de U interactúa con la célula de pesaje (50) .

2. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de cierre cónico (22) se acciona con un movimiento ascendente en sentidos opuestos (X o Y) a través de un vástago del pistón (16) mediante una unidad de pistón-cilindro (15) que se somete a una presión media, particularmente neumática, de manera alternada en ambos lados.

3. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el vástago del pistón (16) y la unidad de pistón-cilindro (15) se encuentran dispuestos de manera coaxial entre sí.

4. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el vástago del pistón (16) se encuentra acoplado con un vástago de válvula (20) mediante un casquillo roscado (17) , de manera que se pueda liberar, y dicho vástago se encuentra acoplado mediante una rosca con el cuerpo de cierre cónico (22) .

5. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 2 o una de las reivindicaciones a continuación de dicha reivindicación, caracterizado porque la unidad de pistón-cilindro (15) se encuentra dispuesta en un tubo protector

(3) que atraviesa la tolva de almacenamiento (1) y que desemboca en el tubo de válvula (7) .

6. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 2 o una de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque los tubos neumáticos (10, 11) para la unidad de pistón-cilindro (15) , también se encuentran dispuestos en un tubo protector (3) .

7. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el tubo protector (3) se encuentra dispuesto de manera coaxial en relación con el eje longitudinal de la tolva de almacenamiento (1) .

8. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el tubo protector (3) se encuentra dispuesto de manera excéntrica en la tolva de almacenamiento (1) sobre al menos una gran parte de su longitud axial.

9. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 1 o una de las reivindicaciones a continuación de dicha reivindicación, caracterizado porque el ángulo de conicidad del cuerpo de cierre (22) se dimensiona ≥ al ángulo de inclinación del material a granel en cuestión.

10. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 1 o una de las reivindicaciones a continuación de dicha reivindicación, caracterizado porque el ángulo de conicidad del cuerpo de cierre (22) asciende a 90°.

11. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 1 o una de las reivindicaciones a continuación de dicha reivindicación, caracterizado porque el ángulo de conicidad del cuerpo de cierre (22) asciende a 60°.

12. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 1 o una de las reivindicaciones a continuación de dicha reivindicación, caracterizado porque el asiento de válvula (24) y el cuerpo de cierre (22) están fabricados en acero.

13. Dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 1 o una de las reivindicaciones a continuación de dicha reivindicación, caracterizado porque las piezas de estanqueidad del cuerpo de cierre (22) y/o del asiento de válvula

(24) están fabricadas en material plástico, preferentemente poliuretano.

14. Método para el llenado de un recipiente de pesaje (30) con un dispositivo de pesaje de acuerdo con la reivindicación 1, para utilizar en procesos de llenado y/o de dosificación en instalaciones industriales para materiales a granel (granulado de material plástico, componentes cromógenos, pigmentos) con un recipiente de pesaje (30) , un tubo de válvula (7) , para suministrar el material a granel al recipiente de pesaje (30) , y que en su orificio de desembocadura inferior presenta un asiento de válvula cónico (24) , con el cual interactúa, cerrando de manera hermética, un cuerpo de cierre (22) que se estrecha de manera cónica en el sentido hacia el orificio de llenado, y que puede ser conducido por motor a la posición de cierre y a la posición de apertura (X o Y) , y que el nivel de cierre

del cuerpo de cierre (22) se encuentra en el nivel del orificio de llenado de una tapa (29) que cierra el recipiente de pesaje (30) en su lado superior, a través del cual el tubo de válvula (7) suministra el material a granel en el recipiente de pesaje (30) , en donde el recipiente de pesaje (30) presenta pernos (31, 32) en los lados enfrentados, mediante los cuales dicho recipiente descansa en cada caso en un soporte (33, 34) que en cada caso se conecta a través de una barra (39, 40) con una horquilla de pesaje conformada aproximadamente con forma de U en la vista superior, que está asociada a una célula de pesaje (50) , y porque en cada uno de los brazos en U se encuentra acoplada una de las barras (39, 40) , y el puente de la horquilla de pesaje (45) con forma de U interactúa con la célula de pesaje (50) , caracterizado porque en el primer proceso de llenado, el cuerpo de cierre (22) es controlado para permanecer en la posición de apertura hasta que el peso del recipiente de pesaje (30) ya no se incremente, con lo cual se calcula de manera automática el límite de llenado o los límites de llenado, eventualmente restando una deducción empírica para las siguientes operaciones de llenado del recipiente de pesaje (30) , se almacena en una memoria de datos electrónica, y en las siguientes operaciones de llenado del recipiente de pesaje (30) se utiliza como variable de control o de regulación.

15. Método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque el cuerpo de cierre (22) es controlado para permanecer en la posición de apertura hasta que el recipiente de llenado (30) se encuentre, en cada caso, lleno de material a granel, y porque después del cierre del cuerpo de cierre (22) , en el recipiente de pesaje (30) se encuentra la cantidad máxima posible de material a granel, y porque eventualmente considerando un valor de deducción empírico, se calcula de manera automática el valor que resulta de ello, y se proporciona a una memoria electrónica de un ordenador, y se considera para la técnica de control o de regulación en las siguientes operaciones de llenado del recipiente de pesaje (30) .

16. Método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque a partir de la cantidad de la primera operación de llenado, y del volumen conocido del recipiente de pesaje, se calcula de manera automática el peso del material a granel, y se proporciona a la unidad de control y regulación para regular o controlar otras funciones.

17. Método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque después de la primera operación de llenado del recipiente de pesaje (30) , se determina el tiempo exacto, es decir, el tiempo de llenado para la carga de una cantidad determinada de material, es decir, la fluidez, y junto con el peso en bruto se utiliza como valor de control o de regulación en un ordenador para determinar la capacidad de dosificación del tornillo sin fin dosificador en cuestión, de manera que el valor determinado se utilice para el control o la regulación de la recepción del par de fuerzas, o la velocidad de rotación del motor de accionamiento del tornillo sin fin dosificador en cuestión.