Dispositivo automático de limpieza y monitorización de tanque.

Sistema de limpieza de tanque (10; 300) que comprende:

un dispositivo de limpieza de tanque (10;

310; 700) que tiene un árbol (30; 430; 720) unido a un mecanismode cabeza de pulverización (150), teniendo dicho mecanismo de cabeza de pulverización (150) en el mismoal menos un orificio (160) para pulverizar en el interior de un tanque (20) un fluido de limpieza (60),caracterizado porque

la rotación del árbol (30; 430; 720) provoca la rotación del mecanismo de cabeza de pulverización alrededorde dos ejes de rotación sustancialmente perpendiculares (A, B);

un detector de rotación (470) se fija al árbol para proporcionar una señal de posición (490) asociada al árbol(30; 430; 720) que puede trasladarse a la posición del mecanismo de cabeza de pulverización (150)alrededor de cada eje de rotación del mismo a través de múltiples rotaciones completas del árbol (30);un actuador (40) se fija al árbol (30; 430; 720) para provocar la rotación del mismo;

una base de datos (260) mantiene los datos relacionados con una o más características interiores deltanque (20) y un nivel de limpieza requerido en una o más características de este tipo;

un controlador (220) recibe la señal de posición de árbol y monitoriza el número de rotaciones de árbol ytraduce la señal de posición de árbol para indicar la posición de los orificios de pulverización y los datosrelacionados con la una o más características interiores del tanque (20), estando adaptado el controladorpara controlar la velocidad de rotación y/o la dirección del actuador (40), y por tanto la posición del almenos un orificio (160), basándose en la señal de posición y los datos relacionados con la una o máscaracterísticas interiores del tanque (20);

en el que el controlador (220) además altera el caudal del fluido de limpieza cuando el al menos un orificio(160) dirige fluido de limpieza a una ubicación predeterminada del interior del tanque.

Dispositivo automático de limpieza y monitorización de tanque.

Campo de la invención La presente invención se refiere generalmente a sistemas y a un aparato de limpieza de tanque, y más particularmente a sistemas y a un aparato de limpieza de tanque internos que se adaptan particularmente para limpieza controlada y validación de procedimientos.

Antecedentes de la invención Los tanques de contención de fluido se utilizan en multitud de procedimientos industriales tales como elaboración y procesamiento de comida y productos químicos, fabricación de productos farmacéuticos, preparación de vino, fermentación de material, etcétera. A menudo es primordial garantizar que el interior del tanque está libre de desechos y contaminantes no deseados. Por ejemplo, un tanque que normalmente se llena hasta un cierto nivel puede presentar un “anillo de cuba” alrededor de su circunferencia interior al nivel al que el tanque se llena más a menudo. Además, paletas, mezcladores y otro equipo dentro de un tanque pueden captar desechos a través de un recubrimiento u otras deposiciones. También se sabe que las entradas y salidas de tanque atrapan sedimentos o desechos que más tarde pueden reintegrarse en el contenido del tanque durante el uso.

Los contaminantes no deseados en el tanque pueden tener un efecto negativo en la calidad del producto acabado que se procesa o fabrica. Además, el fallo en la limpieza adecuada del interior del tanque puede violar las normas relevantes para ciertas industrias tales como el procesamiento de productos farmacéuticos. Por tanto, es habitual limpiar el interior de los tanques de este tipo a intervalos regulares, por ejemplo, después de cada lote de procedimiento, para garantizar la calidad del producto y la observancia de toda norma relevante.

Están disponibles máquinas y equipo de limpieza de tanques que limpian desechos y residuos de dentro de tanques y otros recipientes a través del uso de lo que comúnmente se conoce como limpieza de choque. Un tipo habitual de sistema de limpieza emplea una herramienta insertada en el tanque. La herramienta insertada puede situarse de manera permanente o temporal dentro del tanque y normalmente se sella al tanque por medio de una brida. Una extensión de tipo varilla de la herramienta dentro del interior del tanque soporta una cabeza de pulverización rotatoria fijada en su extremo más interior. La extensión de tipo varilla comprende un alojamiento tubular fijo que soporta un árbol de rotación interno para hacer rotar la cabeza de pulverización alrededor del eje del árbol. Además, la cabeza de pulverización está generalmente engranada al alojamiento fijo de manera que a medida que la cabeza de pulverización rota alrededor del eje del árbol, ésta también gira en torno a un eje perpendicular al árbol.

La relación entre la rotación del árbol y la rotación de la cabeza de pulverización perpendicular al árbol depende de la razón del engranaje que conecta la cabeza de pulverización al alojamiento fijo. Normalmente, la razón se selecciona de manera que una combinación de una orientación y posición particulares de la cabeza de pulverización se repita sólo tras múltiples revoluciones del árbol. Esta técnica escalona los recorridos posteriores de la pulverización contra el interior del tanque en cada revolución del árbol para garantizar que sustancialmente cada parte del interior del tanque se expone a la pulverización de limpieza en algún momento durante el procedimiento de limpieza.

Aunque este sistema es sencillo y mecánicamente robusto, crea ciertas ineficiencias y también puede no ser completamente efectivo dependiendo del modo de funcionamiento. Con respecto a la efectividad, se apreciará que sistemas conocidos tales como los descritos anteriormente no están adaptados para proporcionar un volumen constante de disolución de limpieza contra todas las partes de una superficie uniformemente ensuciada. Además, sistemas tales como los descritos anteriormente no están adaptados para proporcionar un volumen de disolución de limpieza contra partes particulares del interior en relación al intenso ensuciamiento conocido de esas partes.

Por ejemplo, en el caso de un anillo de deposiciones en una línea de llenado de recipientes, aunque se sabe que la parte de línea de llenado del interior experimenta un mayor ensuciamiento, los sistemas existentes no permiten que el operario adapte la operación de limpieza para limpiar más intensamente tales partes. Por tanto, en los usos típicos, los sistemas descritos anteriormente pueden llevar a una limpieza excesiva de algunas partes del tanque y a una limpieza inadecuada de otras partes. Aunque la duración de limpieza puede ser prolongada para garantizar la adecuada limpieza de las partes interiores más intensamente ensuciadas, esto lleva a una pérdida adicional de tiempo, fluido de limpieza y energía con respecto a las superficies ligeramente ensuciadas.

El documento US 6 039 056 da a conocer un sistema de limpieza de tanque en el que una boquilla pulveriza un chorro de fluido de limpieza contra una superficie que va a limpiarse. Cada boquilla puede hacerse rotar alrededor de dos ejes. La limpieza del tanque puede adaptarse al proporcionar dos unidades que funcionan independientemente por medio de las cuales puede controlarse el movimiento de rotación de la boquilla alrededor de los dos ejes.

El documento US 2005/0236021 da a conocer un limpiador de suelo autopropulsado que también está dispuesto para regar las plantas ubicadas en una habitación.

Objetos y sumario de la invención Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema de limpieza de tanque que tiene todas las características según la reivindicación 1.

Según un segundo aspecto de la invención, un método de limpieza de un tanque comprende las etapas expuestas en la reivindicación 8.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de limpieza de tanque adaptado para una limpieza de tanque más eficiente y más efectiva. Un objeto relacionado es proporcionar un dispositivo de limpieza de tanque de este tipo adaptado para minimizar sustancialmente el tiempo y el coste asociados con la limpieza del tanque.

Otro objeto es proporcionar un dispositivo de limpieza de tanque tal como se caracterizó anteriormente que puede monitorizarse fácilmente para proporcionar una validación de limpieza. A este respecto, un objeto relacionado es proporcionar un dispositivo de limpieza de tanque de este tipo que proporciona control y monitorización de la cabeza de pulverización a la vez que mantiene la simplicidad mecánica y la naturaleza robusta asociadas con la disposición de cabeza de pulverización engranada.

Un objeto adicional es proporcionar un dispositivo de limpieza de tanque del tipo anterior que puede hacerse funcionar automáticamente durante la limpieza del tanque de conformidad con una o más características del recipiente que se limpia.

Todavía otro objeto es proporcionar un sistema de limpieza de tanque que comprende una pluralidad de dispositivos de limpieza de tanque del tipo anterior. A este respecto, un objeto relacionado es proporcionar un sistema de limpieza de tanque que proporciona control y monitorización coordinados de la pluralidad de dispositivos de limpieza de tanque.

Otros objetos y ventajas de la invención resultarán evidentes tras leer la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos, en los que:

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una representación en perspectiva que deja ver el interior de un tanque de contención ilustrativo que comprende un sistema de limpieza de tanque que puede usarse según la invención;

la figura 2 es un dibujo en perspectiva ampliado de la parte de limpieza de tanque del sistema ilustrado en la figura 1;

la figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra a modo de ejemplo interconexiones dentro de un sistema de limpieza de tanque según la invención;

la figura 4 es una sección vertical longitudinal del dispositivo de limpieza de tanque tal como se ilustra en la figura 2, que comprende además una parte de control;

la figura 5 es un diagrama de flujo de procedimiento que ilustra procedimientos y actividades de flujo de datos ejecutados durante un procedimiento de limpieza de tanque ilustrativo según la invención; y

la figura 6 es una sección vertical longitudinal de un dispositivo de limpieza de tanque que proporciona un grado de libertad lineal a lo largo del eje de rotación de árbol.

Aunque la invención es susceptible de diversas modificaciones y construcciones alternativas, en los dibujos se ha mostrado una determinada realización ilustrativa de la misma y se... [Seguir leyendo]

1. Sistema de limpieza de tanque (10; 300) que comprende:

un dispositivo de limpieza de tanque (10; 310; 700) que tiene un árbol (30; 430; 720) unido a un mecanismo de cabeza de pulverización (150) , teniendo dicho mecanismo de cabeza de pulverización (150) en el mismo 5 al menos un orificio (160) para pulverizar en el interior de un tanque (20) un fluido de limpieza (60) , caracterizado porque la rotación del árbol (30; 430; 720) provoca la rotación del mecanismo de cabeza de pulverización alrededor de dos ejes de rotación sustancialmente perpendiculares (A, B) ;

un detector de rotación (470) se fija al árbol para proporcionar una señal de posición (490) asociada al árbol

(30; 430; 720) que puede trasladarse a la posición del mecanismo de cabeza de pulverización (150) alrededor de cada eje de rotación del mismo a través de múltiples rotaciones completas del árbol (30) ;

un actuador (40) se fija al árbol (30; 430; 720) para provocar la rotación del mismo;

una base de datos (260) mantiene los datos relacionados con una o más características interiores del tanque (20) y un nivel de limpieza requerido en una o más características de este tipo;

un controlador (220) recibe la señal de posición de árbol y monitoriza el número de rotaciones de árbol y traduce la señal de posición de árbol para indicar la posición de los orificios de pulverización y los datos relacionados con la una o más características interiores del tanque (20) , estando adaptado el controlador para controlar la velocidad de rotación y/o la dirección del actuador (40) , y por tanto la posición del al menos un orificio (160) , basándose en la señal de posición y los datos relacionados con la una o más características interiores del tanque (20) ;

en el que el controlador (220) además altera el caudal del fluido de limpieza cuando el al menos un orificio (160) dirige fluido de limpieza a una ubicación predeterminada del interior del tanque.

2. Sistema de limpieza de tanque (10; 300) según la reivindicación 1, en el que la señal de posición asociada a la posición del mecanismo de cabeza de pulverización (150) comprende una señal de ángulo que indica un ángulo de rotación del árbol (30; 430; 720) y una señal de conteo de rotación que indica un número de rotaciones efectuadas por el árbol (30; 430; 720) .

3. Sistema de limpieza de tanque (10; 300) según la reivindicación 1, en el que el controlador (220) se implementa como un circuito lógico programable.

4. Sistema de limpieza de tanque (10; 300) según la reivindicación 1, en el que el controlador (220) está

adaptado para proporcionar una señal de verificación cuando una operación de limpieza de tanque se ha completado con éxito.

5. Sistema de limpieza de tanque (10; 300) según la reivindicación 1, en el que el mecanismo de cabeza de pulverización (150) comprende dos orificios (160) para pulverizar el interior de un tanque (20) con un fluido de limpieza.

6. Sistema de limpieza de tanque (10; 300) según la reivindicación 1, en el que el controlador (220) altera la velocidad de la rotación de árbol cuando el al menos un orificio (160) dirige fluido de limpieza a una ubicación predeterminada del interior del tanque.

7. Sistema de limpieza de tanque (10; 300) según la reivindicación 1, en el que el controlador (220) detiene la rotación del árbol (30; 430; 720) cuando el al menos un orificio (160) dirige fluido de limpieza a una 40 ubicación predeterminada del interior del tanque.

8. Método de limpieza de un tanque (20) que usa un sistema de limpieza de tanque (10) según las reivindicaciones 1-7 que tiene un árbol (30) unido a un mecanismo de cabeza de pulverización (150) que tiene en el mismo al menos un orificio (160) para pulverizar en el interior del tanque un fluido de limpieza (60) en un punto de impacto móvil a lo largo de una trayectoria de barrido, caracterizado porque 45 dicho al menos un orificio (160) puede hacerse rotar simultáneamente alrededor de dos ejes sustancialmente perpendiculares (A, B) , comprendiendo el método:

recibir una orden de inicio (610) para comenzar un ciclo de limpieza;

determinar una posición inicial del mecanismo de cabeza de pulverización (150) a lo largo de ambos ejes (620) ;

basándose en la posición inicial determinada del mecanismo de cabeza de pulverización (150) , calcular una secuencia de ubicaciones de impacto de pulverización posteriores a lo largo de la trayectoria de barrido dentro del tanque como una función de rotación del árbol (640) , y calcular además un caudal del fluido de limpieza para cada una de las ubicaciones de impacto de pulverización;

asociar la posición del mecanismo de cabeza de pulverización con uno o más parámetros de limpieza a 5 través de la secuencia de ubicaciones de impacto de pulverización posteriores para crear un programa de limpieza (650) ;

calcular los movimientos de actuador y los parámetros de control de fluido para ejecutar el programa de limpieza (660) ;

emitir señales de control para implementar los 15 movimientos de actuador calculados para controlar la 10 posición del mecanismo de cabeza de pulverización (670) ; y

emitir una señal de validación de limpieza cuando el programa de limpieza de tanque ha terminado si no se detectó ningún error durante la ejecución del programa de limpieza (680) .

9. Método según la reivindicación 8, en el que la etapa de recibir una orden de inicio (610) para comenzar un ciclo de limpieza comprende recibir la orden a través de un mecanismo seleccionado del grupo que 15 consiste en una entrada de usuario y un activación planificada.

10. Método según la reivindicación 8, en el que la etapa de calcular una secuencia de ubicaciones de impacto de pulverización posteriores (640) toma como su entrada datos seleccionados del grupo que consiste en una geometría de superficie del tanque, datos de suministro del fluido de limpieza y datos de coeficiente de flujo de fluido de orificio.

11. Método según la reivindicación 8, en el que la etapa de asociar la posición de mecanismo de cabeza de pulverización con uno o más parámetros de limpieza (650) a través de la secuencia de ubicaciones de impacto de pulverización posteriores comprende establecer un tiempo de permanencia y/o velocidad de barrido para cada una de las secuencias de ubicaciones de impacto de pulverización posteriores.

12. Método según la reivindicación 8, en el que la etapa de emitir señales de control para implementar los movimientos de actuador calculados (670) comprende además emitir señales de control para controlar la presión de fluido de limpieza.

13. Método según la reivindicación 8, en el que los datos relacionados con el patrón de barrido determinado mecánicamente del al menos un orificio (160) fijado al mecanismo de cabeza de pulverización (150) indica la densidad variable de proximidad de barridos precedentes y posteriores de manera que la velocidad de barrido puede o bien disminuirse en velocidad para proporcionar mayor tiempo de permanencia para compensar una densidad de barrido inferior o bien aumentarse en velocidad para proporcionar menos tiempo de permanencia para compensar una densidad de barrido superior.

14. Método según la reivindicación 10, en el que la etapa de calcular una secuencia de ubicaciones de impacto de pulverización posteriores (660) comprende además consultar una base de datos que mantiene datos 35 relacionados con una o más características interiores del tanque (20) .