ES2248575T3 - Secador de vacio. - Google Patents
Secador de vacio.Info
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Abstract
Un secador de vacío para material granular o en forma de polvo que incluye: a. al menos un recipiente metálico móvil en serie entre al menos posiciones de calentamiento de material y de secado en vacío; b. medios destinados a desplazar dicho recipiente metálico entre al menos dichas posiciones de calentamiento y de secado en vacío; c. un montaje para conectar un recipiente metálico en la posición de secado en vacío a una fuente de vacío; y caracterizado por: d. un colector destinado a dirigir aire de forma seleccionable bien a un recipiente metálico en dicha posición de calentamiento, o bien a una sección de dispositivo de entrega de dicho secador para el transporte neumático de material granular secado desde dicho secador hasta un receptáculo para moldeo o extrusión.
Description
Secador de vacío.
Esta invención se refiere al secado de material
granular o en forma de polvo, preferentemente material de resina
granular, antes de tratar el mismo en productos intermedios o
acabados, preferentemente por extrusión o moldeo.
Las resinas plásticas son en un principio
materiales granulares y se producen en pastillas. Estas pastillas se
producen dentro de productos acabados o semiacabados por moldeo,
extrusión u otros medios en los que se calientan las pastillas de
resina hasta que se funden las pastillas y entonces se moldean y
extruden en una forma deseada. Típicamente, las resinas granulares
se funden a temperaturas elevadas, por ejemplo desde
300-400ºC, que están muy por encima del punto de
ebullición del agua.
Muchas resinas granulares tienen afinidad con la
humedad. Estas resinas hidroscópicas absorben la humedad y no pueden
ser tratadas adecuadamente por moldeo o extrusión hasta que se
sequen. Si se tratan antes de que la resina esté seca, la humedad en
la resina que está siendo tratada dentro del plástico hierve a o
cerca de las altas temperaturas de procesos de moldeo o extrusión,
dejando burbujas y quizá otras imperfecciones en el producto
macerado. Así, las resinas granulares hidroscópicas deben secarse
antes del moldeo o la extrusión.
Algunos materiales de resina granular son
extremadamente hidroscópicos y se vuelven no aptos para el
tratamiento por moldeo o extrusión en diez minutos o menos tras
salir de un dispositivo de secado, debido a la rápida reabsorción de
humedad por el material de resina granular.
Es conocido el secar material de resina granular
colocando las pastillas de material de resina granular sobre grandes
bandejas poco profundas a una profundidad 2,54 ó 5,08 cm (una o dos
pulgadas), e introduciendo estas bandejas en hornos durante varias
horas. Con esta aproximación al secado de material de resina
granular, pueden usarse temperaturas de secado de hasta
65,5-82,2ºC (150-180ºF), pero no
superiores, ya que muchos materiales de resina granular comienzan a
reblandecerse a 93,3-98,8ºC
(200-210ºF).
Durante el proceso de secado, no puede permitirse
que el material de resina granular se reblandezca, ya que se vuelve
imposible de controlar. Una vez que el material de resina granular
comienza a reblandecerse, a temperaturas por encima del punto de
ebullición del agua, las pastillas de material de resina granular se
quedan pegadas entre ellas en grumos o incluso se funden en masas
inutilizables de material plástico sólido, haciendo imposible el
tratamiento ulterior del material de resina en un artículo útil. Se
conocen secadores de desecante para uso con material de resina
granular. Los secadores de desecante emplean típicamente bandejas de
material desecante, que se colocan en contacto cercano con el
material de resina granular. El material desecante extrae humedad
del material de resina granular, secando con ello el material en
preparación para moldeo o extrusión. Los secadores de desecante
tienen desventajas fundamentales, a saber un tiempo de preparación
largo y un tiempo de secado lento. Adicionalmente, algunos secadores
de desecante permiten que el material granular secado esté expuesto
al aire después de haberse secado el material, antes de que el
material haya sido tratado por moldeo o extrusión. Durante este
tiempo de re-exposición al aire ambiente, el
material puede captar humedad del aire ambiente, siendo preciso que
el material sea secado de nuevo con una consecuencia de coste
económico sustancial y pérdida de tiempo.
La publicación de patente francesa 802.618
desvela un aparato y un procedimiento de secado que consiste en
"inyectar, a presión, vapor saturado seco que puede ser del mismo
carácter que el vapor del líquido que debe evacuarse. El vapor
penetra en los vacíos del material que debe secarse y ahí se
condensa, haciendo elevarse la temperatura del material de manera
uniforme, que tiende a igualarse con la temperatura del vapor de
inyección".
La publicación de patente francesa 802.618
concierne la alimentación de vapor a presión, cuyo vapor tiene una
presión parcial del vapor de líquido particular de interés, inferior
al líquido que debe secarse, pero contiene no obstante al menos algo
del líquido que debe secarse. El documento francés 802.618 desvela,
en el segundo párrafo, que "en una segunda fase de la operación,
se baja la presión ambiental por medio de, por ejemplo, una bomba de
vacío. El material que debe secarse, hallándose que está a una
temperatura superior a la ambiente, cede calor recibido en la
primera fase y evapora el líquido condensado. Pero este vapor
producido es húmedo y, al final de la operación, la cantidad de
líquido extraído es superior al líquido condensado a partir de la
humedad contenida en el vapor extraído".
La publicación de patente francesa 802.618
incluye dos hornos E_{1} y E_{2} al interior de los que se
dirige vapor, tras reducción de la presión, alternativamente al uno
o al otro (página 1, línea 39 del documento francés 802.618). La
publicación de patente francesa 802.618 desvela el uso alternante de
hornos E_{1} y E_{2}, pero los dos hornos no son posicionalmente
intercambiables y no pueden desplazarse durante el proceso de secado
entre las posiciones de calentamiento y secado.
La patente británica 671.085 divulga un edificio
de almacenamiento y distribución de grano con tolvas de
almacenamiento de grano, que están fijas al cimiento de hormigón del
edificio, pero carece de cualquier tipo de tolva móvil o contenedor
móvil de secado de material. La patente británica 671.085 muestra un
transportador neumático móvil que sirve para distribuir grano
neumáticamente entre las concentraciones de tolvas con forma de
sector o sección circular estacionarias en el interior del edificio
de almacenamiento de grano o silo, teniendo las tolvas en el
interior del edificio de almacenamiento de grano o silo partes
superior y de fondo abiertas, para la circulación de aire hacia
arriba a través de las tolvas abiertas y para la circulación de aire
entre las tolvas sobre la superficie de la parte superior del grano
residente en las tolvas adyacentes.
La patente británica 671.085 no desvela ningún
colector para dirigir selectivamente aire desde un ventilador a una
concentración de recipientes metálicos atados unitariamente que son
movibles colectivamente en serie entre posiciones de calentamiento y
secado en vacío de material. La patente británica 675.085 no divulga
ningún colector, no sugiere ningún otro dispositivo para mantener o
almacenar grano herméticamente en un contenedor cerrado en el que
pueda extraerse el vacío, mucho menos un contenedor cerrado que sea
movible entre posiciones de calentamiento y secado. Mientras que la
patente británica 671.085 desvela una dirección seleccionable del
aire para ayudar al transporte del grano en la instalación, no se
sugiere ningún colector para dirigir selectivamente aire en serie
hasta recipientes metálicos que puedan estar en una posición de
calentamiento y que puedan desplazarse entre al menos posiciones de
calentamiento y de secado en vacío. Además, la patente británica
671.085 se interesa en estructuras estacionarias con carácter de
silos de granja que están construidas sobre y fijadas de manera
inmóvil a la tierra.
La patente estadounidense 6.154.980 desvela un
secador según el preámbulo de la reivindicación 1. Tal secador
representó una mejora sustancial y un desmarque radical con respecto
a tecnología anteriormente conocida de secadores de desecante, al
proporcionar procedimientos y aparatos que aceleraron
sustancialmente el proceso de secado, proporcionando una mayor
producción de material secado de resina granular a un coste inferior
que el que había sido anteriormente conocido u obtenible. La patente
estadounidense 6.154.980 logró tal aceleración del secado con mayor
producción e inferior coste al proporcionar una pluralidad de tolvas
giratorias unitariamente alrededor de un eje común vertical en serie
entre las posiciones de carga y secado del material, secado en vacío
y descarga del material, con combinaciones de
pistón-cilindro neumáticas, que sirven para hacer
girar unitariamente las tolvas alrededor de un eje entre las
posiciones de carga y calentamiento, secado en vacío y descarga del
material. Calentadores de resistencia eléctrica han proporcionado
calor a los contenidos en proceso de carga en una tolva en la
posición de carga y calentamiento. La parte superior y la parte
inferior de la tolva se ajustan herméticamente contra una pared
cilíndrica de la tolva cunado está en la posición de secado en
vacío. Una bomba de vacío extrae el vacío en el interior de la tolva
en la posición de secado en vacío.
De acuerdo con la invención, se proporciona un
secador que tiene las características de la reivindicación 1. En las
reivindicaciones 2-11 están definidos modos de
realización preferentes.
La figura 1 es una vista isométrica de un
aparato secador de vacío según la forma de realización preferente de
la invención.
La Figura 2 es un alzado frontal de un secador
de vacío según la forma de realización preferente y la mejor forma
conocida de llevar a la práctica la invención, con la carcasa
retirada y con ciertos conductos no mostrados para mejorar la
calidad del dibujo.
La figura 3 es un alzado lateral izquierdo del
aparato secador ilustrado en la Figura 2, con la carcasa retirada y
con ciertos conductos no mostrados para mejorar la calidad del
dibujo.
La Figura 4 es un alzado lateral derecho del
aparato secador ilustrado en las Figuras 2 y 3, con la carcasa
retirada y con ciertos conductos no mostrados para mejorar la
calidad del dibujo.
La Figura 5 es una vista isométrica quebrada de
una sección del bastidor del secador ilustrado en las Figuras 2, 3 y
4, que muestra detalles de estructura para cerrar los fondos de los
recipientes metálicos en las posiciones de calentamiento de
material, secado en vacío y gestión de inventario del material y
descarga.
La Figura 6 es una representación isométrica
esquemática de flujos de aire en un secador de acuerdo con las
Figuras 2 a 5 suministrando material para uso por una máquina de
tratamiento tal como una prensa de moldear o una extrusora,
funcionando el secador con los flujos de aire en modo de suministro
de material y con flujos de aire activos indicados mediante
punteado.
La Figura 6A es una representación isométrica
esquemática de flujos de aire en un secador de acuerdo con la
Figuras 2 a 5 suministrando material para uso por una máquina de
tratamiento tal como una prensa de moldear o una extrusora,
funcionando el secador con los flujos de aire en modo de
calentamiento de material y con flujos de aire activos indicados
mediante punteado.
La Figura 7 es una vista isométrica quebrada en
despiece ordenado de una sección de un recipiente metálico
realizando aspectos de la invención para uso en un secador tal y
como está ilustrado en las Figuras 2 a 5, que ponen de manifiesto la
invención.
La figura 8 es una vista frontal a escala
ampliada quebrada de una sección del secador ilustrado en la Figura
2, que muestra con detalle una caja de remoción de material en vacío
y una sección inferior de un recipiente metálico en una posición de
inventario y descarga de material.
La Figura 9 es una vista lateral quebrada de la
caja de remoción de material en vacío y una sección inferior del
recipiente metálico en la posición de inventario y descarga de
material ilustrada en la Figura 8.
La Figura 10 es un dibujo isométrico esquemático
de la caja de remoción de material en vacío ilustrada en las Figuras
8 y 9 representando flujos de aire y material.
La Figura 11 es una vista desde arriba del
secador ilustrado en las Figuras 2,3 y 4.
La Figura 12 es una vista esquemática desde
arriba del secador ilustrado en las Figuras 2 a 4 y 11 con
determinadas partes borradas para aumentar la calidad del
dibujo.
La Figura 13 es un alzado frontal en sección de
una caja metálica que pone de manifiesto aspectos de la forma de
realización preferente y la mejor forma de llevar a la práctica la
invención.
La Figura 14 es un alzado en sección de una
tolva de alimentación y carga de material prevista opcionalmente
para uso con el secador según la invención.
Las Figuras 15 y 16 son vistas esquemáticas de
una caja de doble válvula neumática, que muestra las válvulas en dos
posiciones diferentes, con uso para dirigir flujos de aire en
relación con el secador de la invención tal y como ilustrado en las
Figuras 2 a 4 y 6. La Figura 15 se denomina configuración o modo de
"entrega de material" de la caja de doble válvula neumática; la
Figura 16 se denomina configuración o modo de "calentamiento de
material" de la caja de doble válvula neumática. En las Figuras
15 y 16, las secciones de la caja de doble válvula neumática que
tienen flujo neumático activo se indican mediante
punteado.
punteado.
La Figura 17 es una representación isométrica de
un bloqueo mecánico de accionamiento automático que retiene en
posición un recipiente metálico sobre una cinta transportadora del
secador ilustrado en las Figuras 2 a 4.
La Figura 18 es un alzado frontal en sección de
una variante de forma de realización de una sección de recipiente
metálico del secador.
La Figura 19 es una vista en despiece ordenado
correspondiente a la Figura 1.
La Figura 20 es una vista esquemática del
secador según una segunda forma de realización de la invención.
La Figura 21 es una vista esquemática del
secador según una tercera forma de realización de la invención.
La Figura 22 es una representación isométrica
esquemática del bloqueo mecánico de accionamiento automático
ilustrado en la Figura 17, pero retirado de la cinta
transportadora.
La Figura 23 es una representación isométrica
esquemática de un recipiente metálico único, del tipo ilustrado en
relación con el secador ilustrado en las Figuras
1-6, que ilustra esquemáticamente un secador tal que
puede modificarse para tener solamente un recipiente metálico único
y de modo que los procedimientos correspondientes de la invención
puedan llevarse a la práctica con un recipiente metálico único que
se desplaza, con preferencia, giratoriamente entre al menos
posiciones de calentamiento y de secado en vacío del material.
La Figura 24 es una representación isométrica
esquemática de un secador de tres recipientes metálicos del tipo
general ilustrado en las Figuras 1-6, con los
recipientes metálicos girando alrededor de un eje y una trayectoria
circular de radio extenso con respecto a la configuración ilustrada
en las Figuras 1-6.
La Figura 25 es una ilustración esquemática de
un mezclador gravimétrico, un secador del tipo descrito generalmente
en las Figuras 1-6 y una prensa de moldear o
extrusora, destinados a llevar a la práctica aspectos de la
invención, por lo que el material suministrado por el mezclador
gravimétrico al secador está destinado a la máquina de moldear o a
la extrusora con fines de tratamiento. Secado y después alimentado
directamente desde el secador.
La Figura 26 es un alzado esquemático quebrado
que representa una válvula del tipo ilustrado como una parte
componente de recipientes metálicos 12 en las Figuras 7, 8, 9, 13 y
18 y como componente de una tolva de suministro y carga de material
ilustrada en la Figura 14, con la válvula en la posición cerrada,
impidiendo la circulación descendente de material granular.
La Figura 27 es un alzado esquemático quebrado
que representa la válvula de la Figura 26 en la posición abierta,
permitiendo la circulación descendente de material granular.
En referencia a los dibujos en general y a las
Figuras 1 a 4, 11 y 12 en particular, un secador de vacío de
material granular que manifiesta aspectos de la invención y del tipo
ampliamente desvelado en el documento US6.154.980 se designa
generalmente como 10, e incluye preferentemente una pluralidad de
recipientes metálicos preferentemente, pero no esencialmente para
llevar a la práctica la invención, cilíndricos, preferentemente
tres, cada uno de ellos designado generalmente como 12. Cada
recipiente metálico 12 incluye preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, una envoltura
cilíndrica 14 y está, con preferencia, sustancialmente orientado
verticalmente, con el eje del cilindro extendiéndose sustancialmente
verticalmente con el fin de ser giratorio preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, de forma
unitaria con los otros recipientes metálicos, alrededor de un eje
sustancialmente vertical definido por un árbol 24 preferentemente,
pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención,
vertical.
El secador 10 incluye un bastidor, designado
generalmente como 22 sobre y en el interior del que está instalado,
con capacidad de rotación, el árbol 24 para girar con respecto al
bastidor 22. Los recipientes metálicos 12, montados sobre una cinta
transportadora 21 girando unitariamente con el eje vertical 24,
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, se desplazan en serie entre una posición de calentamiento
designada generalmente como 100, una posición de secado en vacío
designada generalmente como 102 y una posición de inventario de
material designada generalmente como 104, como está indicado en la
Figura 12. Los recipientes metálicos 12 se desplazan cuando y como
se requiere entre la posición de calentamiento 100, la posición de
secado en vacío 102 y la posición de inventario 104. Los tres
recipientes metálicos 12 arrancan y se detienen juntos como se
requiere debido al movimiento de la cinta transportadora 21; estos
no se desplazan continuamente al modo de un carrusel entre las
posiciones 100, 102 y 104. La flecha B indica la dirección de
rotación de la cinta transportadora 21 y del árbol 24.
En referencia principalmente a las Figuras 1 a 4,
el bastidor 22 está formado principalmente por una pluralidad de
elementos de hierro en ángulo preferentemente, pero no esencialmente
para llevar a la práctica la invención, verticalmente y
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, extendiéndose horizontalmente, que definen
preferentemente de forma colectiva un paralelepípedo rectangular.
Como se ve en las Figuras 2, 3 y 4, el bastidor 22 incluye
preferentemente cuatro elementos 160 sustancialmente verticales, de
los que dos son visibles en la Figura 2; los dos elementos 160
sustancialmente verticales restantes están ocultos detrás de los dos
elementos 160 visibles en la Figura 2, pero son visibles en las
Figuras 3 y 4. Los elementos verticales 160 se identifican
adicionalmente en los dibujos según que estos elementos verticales
estén sobre el lado izquierdo o sobre el lado derecho del secador y
que estos elementos verticales estén en el frente o en la parte
trasera del secador. Por ejemplo, en la Figura 2, que muestra el
secador visto desde el frente, el elemento vertical visible sobre el
lado izquierdo del dibujo está numerado como 160LF indicando el
"lado frontal izquierdo" del elemento vertical 160. De forma
similar, el elemento vertical sobre el lado derecho en la Figura 2
está indicado como 160RF, para el "lado frontal derecho". La
misma convención se aplica a los elementos verticales ilustrados en
las Figuras 3 y 4, en las que "LB" indica "lado posterior
izquierdo" y "RB" indica "lado posterior derecho".
El bastidor 22 incluye además presentemente
cuatro elementos 162 horizontales superiores que, con preferencia,
definen colectivamente la periferia externa de un rectángulo en
términos geométricos; varios de los cuatro elementos 162
horizontales superiores son visibles en las Figuras 2, 3 y 4. Los
elementos 162 horizontales superiores se designan adicionalmente
como "L", "R", "F" y "B" para "izquierda",
"derecha", "frontal" y "posterior",
respectivamente.
El bastidor 22 aún incluye además cuatro
elementos 164 horizontales inferiores, de los que varios son
visibles en las Figuras 2, 3, y 4; cada uno de los elementos 164
inferiores descansa preferentemente, pero no esencialmente para
llevar a la práctica la invención, inmediatamente debajo de un
elemento 162 horizontal superior, como está ilustrado en las Figuras
2, 3 y 4. Los cuatro elementos 164 horizontales inferiores definen
preferentemente la base del bastidor 22 para poner en contacto un
suelo u otra estructura de soporte del peso sobre la que descanse el
secador 10, o puede ser de una longitud extendida para el montaje de
ruedas como está ilustrado en las Figuras 2, 3, y 4. Los elementos
164 horizontales inferiores se designan adicionalmente como
"L", "R", "F" y "B" para "izquierda",
"derecha", "frontal" y "posterior",
respectivamente.
Una placa de suspensión 166 preferentemente
horizontal forma parte del bastidor 22 y, preferentemente pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, se extiende
lateralmente a través de una sección superior del secador 10, por
debajo de los elementos 162 horizontales superiores. La placa de
suspensión 166 se ilustra en las Figuras 2, 3 y 4 y sirve como
estructura de fijación para varios componentes. Una combinación de
pistón-cilindro de obturación de parte superior del
recipiente metálico se designa generalmente como 44, sirviendo para
obturar la parte superior de un recipiente metálico 12 en una
posición de secado en vacío 102, está preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, instalada
sobre la placa de suspensión 166 que se extiende horizontalmente,
como está ilustrado en la Figura 3. A diferencia de la estructura
desvelada en el documento US6.154.980, preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, no existe una
combinación de pistón-cilindro superior
correspondiente o estructura equivalente en la posición de
calentamiento 100; el extremo superior del recipiente metálico
cilíndrico 12 en la posición de calentamiento 100 permanece,
preferentemente, ligeramente abierto, con espacio entre la parte
extrema superior del recipiente metálico 12 y una estructura de tipo
placa 150 que está asociada a y conectada de forma fija a la placa
de suspensión 166 que se extiende horizontalmente, como se ilustra
en la
Figura 4.
Figura 4.
Unas primera, segunda y tercera combinaciones 34,
36, 38 pistón-cilindro de rotación motriz están
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, conectadas en pivote a la placa de suspensión 166, como
se ilustra en las Figuras 2, 3, 4, 11 y 12. Las conexiones de las
combinaciones 34, 36, 38 pistón-cilindro de rotación
motriz con la placa 166 que forma parte del bastidor 22 son
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, de pivote e están indicadas como conexiones 180 en los
dibujos; las conexiones de pivote 180 están preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, en un plano
común sobre la placa 166. Los vástagos no numerados de las
combinaciones pistón-cilindro 34, 36, 38 están
conectados, en sus partes extremas alejadas del cilindro asociado, a
la placa triangular 28, como se ilustra en las Figuras 11 y 12.
La conexión de una placa 28 generalmente
triangular con el árbol 24 orientado verticalmente se efectúa
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, por medio de un enlace rectangular 26 que es
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, alargado horizontalmente y que reside preferentemente de
forma rotatoria en una superficie de apoyo apropiada en el interior
de una abertura circular formada en el centro de la placa 28
generalmente triangular, como se ilustra en las figuras 11 y 12. El
enlace rectangular 26 está preferentemente, pero no esencialmente
para llevar a la práctica la invención, conectado de forma fija al
árbol vertical 24 en el extremo superior del mismo.
La Figura 11 es una vista desde arriba del
secador 10, que muestra las conexiones estructurales de las primera,
segunda y tercera combinaciones pistón-cilindro de
rotación motriz 34, 36, 38 y la estructura asociada, que da como
resultado la rotación del árbol 24 con el accionamiento de una de
las combinaciones pistón-cilindro 34, 36, 38.
Cada una de las combinaciones
pistón-cilindro 34, 36, 38 está fijada a un vértice
de una placa triangular 28. La placa triangular 28 está, por su
parte, conectada de forma pivotante a una extensión 26 de tipo
pasador, longitudinalmente alargada que, estando mostrada en líneas
continuas en la Figura del dibujo para la claridad del dibujo,
deberá entenderse que está posicionada por debajo de la placa
rectangular 28.
La extensión de tipo pasador 26 está fijada al
árbol vertical 24, a una sección del mismo, a distancia de la
posición de fijación a la placa triangular 28. Como resultado, con
el accionamiento preferentemente neumático de una de las
combinaciones pistón-cilindro 34, 36, 38 con
retracción del pistón-árbol asociado resultante, tal como se ilustra
para la combinación pistón-cilindro 34 en la Figura
11, el árbol vertical 24 gira ciento veinte grados (120º) con el
accionamiento de una combinación pistón-cilindro
dada. En la Figura 11, una vez que se ha accionado la combinación
pistón-cilindro 36 para extraer la sección de
vástago del pistón de la combinación pistón-cilindro
en el interior del cilindro, esto da como resultado una rotación del
árbol 24 en el sentido inverso a las agujas del reloj a través de un
ángulo de ciento veinte grados (120º), moviendo con ello los
recipientes metálicos 12 en una forma de posicionamiento hacia la
siguiente sucesiva de la posición de calentamiento y carga 100, la
posición de secado en vacío 102 y la posición de inventario 104.
Las combinaciones pistón-cilindro
están instaladas de forma giratoria, como se representa en la Figura
11 sobre la placa de suspensión 166. Las combinaciones
pistón-cilindro se accionan preferentemente
neumáticamente; está dentro de la esfera de la invención el usar
combinaciones pistón-cilindro u otros medios
accionados eléctricamente o accionados hidráulicamente, tales como
solenoides, para proporcionar un movimiento linear o rotatorio
apropiado para llevar a cabo la rotación del árbol 24.
Aún en referencia a la Figura 11 y también a la
Figura 12, el secador 10 incluye preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, una leva de
bloqueo 174 de cinta transportadora que está en forma de placa plana
que tiene tres levas 179, en la que las levas adyacentes se
encuentran en vértices cóncavos designados como 173 en la Figura 11.
Para la claridad del dibujo, no se han numerado todos los vértices
173 ni todas las levas 179.
La leva de bloqueo 174 de cinta transportadora
está conectada de forma fija al árbol 24 y gira unitariamente con el
mismo. Un brazo de bloqueo 175 de cinta transportadora está
instalado sobre la placa de suspensión 166 y es móvil de forma
pivotante, alrededor de un punto de movimiento de pivote indicado
como P en la Figura 11, con sensibilidad de respuesta a una
combinación pistón-cilindro 176 instalada igualmente
sobre la placa de suspensión 166. Un rodillo que sirve como rodillo
de leva 178 está instalado sobre un brazo de bloqueo 175 de cinta
transportadora y es giratorio alrededor de un eje vertical. El
rodillo de leva 178 se ajusta contra el borde que se extiende
radialmente proyectándose hacia el exterior de la leva de bloqueo
174 de cinta transportadora y se desplaza a lo largo de levas
convexas 179 y vértices cóncavos 173 que definen la superficie
radialmente fuera de borda de la leva de bloqueo 174.
Cuando se desea bloquear la cinta transportadora
21 contra el movimiento de rotación, se acciona preferentemente la
combinación pistón-cilindro 176 en la siguiente
presencia de rodillo de leva 178 que reside contra un vértice
cóncavo 173. Estando accionada de esta manera la combinación
pistón-cilindro 176, la fuerza ejercida por la
combinación pistón-cilindro 176 contra un vértice
cóncavo 173 de la leva de bloqueo 174 a través del rodillo de leva
178 impide cualquier movimiento de rotación de la leva 174 e impide,
por lo tanto, cualquier rotación del árbol 24 y de la cinta
transportadora 21 conducida por éste.
Un rodillo de ajuste de posición 177 de
interruptor límite está preferentemente instalado excéntricamente
sobre un árbol no numerado, que está fijado a y se extiende
perpendicularmente con respecto a la placa de suspensión 166, y está
posicionado para accionar un interruptor límite, llevado por el
brazo de bloqueo 175 de cinta transportadora. El interruptor límite
se ha indicado mediante líneas de puntos y numerado como 168 en la
Figura 11. Puesto que el rodillo de ajuste de posición 177 de
interruptor límite está instalado excéntricamente sobre su árbol no
numerado asociado, la rotación del rodillo de ajuste de posición 177
de interruptor límite alrededor de su eje sirve para ajustar el
límite del movimiento arcuado del brazo de bloqueo 175 de cinta
transportadora. El contacto del interruptor límite contra el rodillo
de ajuste de posición 177 envía una señal desde el interruptor
límite hasta el microprocesador, que indica que el accionamiento de
la combinación pistón-cilindro 176 ha realizado el
bloqueo del movimiento de rotación de la cinta transportadora
21.
Con esta disposición, el movimiento de la placa
triangular 28, tal y como es efectuado por cualquiera de la primera,
la segunda y la tercera combinación pistón-cilindro
de rotación motriz 34, 36 ó 38, da como resultado un enlace
rectangular 26 que traslada tal movimiento al eje vertical 24, lo
que da como resultado la rotación del árbol 24. Según gira el árbol
24, éste lleva a la cinta transportadora 21 y, por lo tanto, a los
recipientes metálicos 12, entre la posición de calentamiento 100, la
posición de secado en vacío 102 y la posición de inventario 104,
como está representado esquemáticamente en la Figura 12. Los
recipientes metálicos 12 se desplazan de este modo unitariamente con
el árbol 24, como resultado del transporte de los recipientes
metálicos 12 por la cinta transportadora 21, que está conectada al
árbol 24. Cada una de las combinaciones
pistón-cilindro 34, 36 y 38 sólo se acciona
preferentemente para extraer el vástago de pistón asociado dentro
del cilindro de la combinación pistón-cilindro. La
combinación del vástago de pistón dentro del cilindro de una
combinación pistón-cilindro 34, 36 ó 38 dada sirve
para hacer girar la cinta transportadora 21 a través de un ángulo de
120º. Cuando se energiza una cualquiera de las combinaciones
pistón-cilindro 34, 36 y 38, las combinaciones
pistón-cilindro restantes se desenergizan; este
control se efectúa por un microprocesador que acciona válvulas de
solenoide que, a su vez, controlan el flujo de aire a presión hasta
las combinaciones pistón-cilindro 34, 36 y 38 y
hasta otras combinaciones pistón-cilindro asociadas
al secador de vacío. Las válvulas de solenoide están conectadas
neumáticamente a las correspondientes apropiadas de las
combinaciones pistón-cilindro a través de una
tubería de plástico flexible. La tubería, las válvulas de solenoide
y el microprocesador no han sido ilustrados sustancialmente en los
dibujos, para ayudar a la claridad del dibujo. Es deseable que las
combinaciones pistón-cilindro sean solicitadas por
resorte para volver a una posición deseada por defecto cuando no
sean accionadas neumáticamente.
El árbol 24 o estructura equivalente se apoya
preferentemente por muñón en cojinetes apropiados instalados sobre
la suspensión superior 112 del árbol. La suspensión superior 112 del
árbol está conectada preferentemente a la placa de suspensión 166
que se extiende horizontalmente por combinaciones apropiadas de
tuerca y perno, que no han sido numeradas pero que están
representadas en la Figura 11. Un cojinete de apoyo inferior del
árbol, preferentemente en forma de placa con resalte 114, está
instalado sobre un elemento transversal de bastidor horizontal
inferior 165, como está mostrado en la Figura 5, y está fijado en
posición por combinaciones apropiadas de turca y perno o por
adhesivo; tal medio de fijación no ha sido mostrado ni numerado en
los dibujos. El árbol 24 se desplaza rotatoriamente sobre la placa
con resalte 114, que es preferentemente de plástico con calidad de
soporte.
La Figura 1 ilustra que el secador 10 en el
aspecto preferente del aparato de la invención está alojado en el
interior de una carcasa 11 que tiene una puerta 13. En el interior
de la carcasa 11, están una pluralidad de recipientes metálicos 12,
de los que uno es visible en la Figura 1, un ventilador 76, un
filtro de aire 82 y otros componentes como se describe con mayor
detalle a continuación.
La primera y la segunda combinación
pistón-cilindro 34, 36 de rotación motriz se
ilustran en la parte superior de la carcasa 11 por encima de la
placa de suspensión 166 horizontal.
Un conmutador de contacto 132 está instalado en
la posición ilustrada en la Figura 1 y detecta si la puerta 13 está
cerrada o abierta. Cuando la puerta 13 está abierta, el conmutador
de contacto 132 envía preferentemente una señal a un microprocesador
que controla el funcionamiento del secador 10 mediante tal señal,
que sirve para desactivar las partes móviles del secador de
cualquier movimiento, proporcionando con ello una característica de
seguridad.
Está ilustrada adicionalmente en la Figura 1 una
plantilla triangular 134 que es móvil manualmente y se ajusta sobre
un interruptor manual que sirve como interbloqueo destinado a las
combinaciones pistón-cilindro 170 y 198 de
alimentación neumática. La plantilla triangular 134, cuando es
desplazada por un operador tras la apertura de la puerta 13 de la
carcasa del secador, da a un conmutador manual que desactiva los
circuitos neumáticos destinados a las combinaciones
pistón-cilindro 170 y 198, permitiendo con ello a un
operador retirar manualmente un recipiente metálico 12 de la
posición de inventario de material 104. El movimiento manual inverso
de la plantilla 134 por un operador (o la acción de cierre de la
puerta 13, en la carrera de cierre de la puerta 13, si el operador
olvida mover la plantilla 134 de nuevo hasta la posición de
operación) mueve de nuevo la plantilla 134 en posición, por lo que
la plantilla 134 da a un conmutador que sirve para accionar de nuevo
el circuito de accionamiento neumático destinado a las combinaciones
pistón-cilindro 170 y 198.
En el interior y en el fondo de cada recipiente
metálico 12 está prevista una válvula, preferentemente en una
abertura 144 de descarga del recipiente metálico. La válvula es
puesta en acción preferentemente, pero no esencialmente para llevar
a la práctica la invención, en posición de gestión de inventario de
material 104 por una combinación pistón-cilindro 170
instalada sobre la placa de suspensión 162 que se extiende
horizontalmente ubicada por encima de la posición de gestión de
inventario de material 104 cuando un recipiente metálico 12 está en
la posición 104, como está mostrado en la Figura 2.
En la Figura 13 están ilustrados detalles de un
recipiente metálico 12 en el que la envoltura cilíndrica 14 se
muestra en sección vertical, con el tubo 52 formando una envoltura
14 de pared única. Un árbol 400 de vástago de válvula de descarga
recorre verticalmente la longitud del recipiente metálico 12 y
coincidiendo con el eje cilíndrico del mismo. El recipiente metálico
incluye además preferentemente una placa 404 perforada, posicionada
transversalmente con respecto al eje cilíndrico, ubicada en el
interior del recipiente metálico 12, a proximidad del extremo 426
inferior del recipiente metálico. El recipiente metálico 12 incluye
además preferentemente un cilindro 406 de válvula de descarga
axialmente desplazable que es móvil unitariamente con el árbol 400 a
partir de la posición ilustrada en líneas continuas hasta la
posición ilustrada en líneas de puntos en la Figura 13. Cuando el
cilindro 406 de válvula de descarga está en la posición superior
ilustrada en líneas continuas, la válvula 20 de distribución del
recipiente metálico está cerrada.
La pared cilíndrica curva del cilindro 406 de
válvula de descarga se ajusta estrechamente en el interior de una
abertura central 405 de la placa 404 ilustrada en las Figuras 7 y
13. El embudo 94 de abertura perforado hacia abajo se ajusta en su
extremo estrecho contra la placa 404 justo al exterior de la
periferia de la abertura central 405. Así, el material granular en
el interior del recipiente metálico 12 es soportado verticalmente
por el embudo 94 de abertura perforada hacia abajo, y no puede
escapar del mismo a través de la abertura central, ya que la
abertura central 405 está ocupada por el cilindro 406 de válvula de
descarga, axialmente desplazable.
En esta posición cerrada de la válvula, un
extremo superior del cilindro 406 de válvula de descarga, axialmente
desplazable se ajusta estrechamente contra y está recubierto por una
sombrilla 422 de válvula de descarga del recipiente metálico que
está preferentemente conectada de manera fija a un tubo 418 interno
de calentamiento en el interior del recipiente metálico 12. Como
resultado de esta configuración geométrica, el material granular en
el interior del recipiente metálico 12 descansa sobre el embudo
perforado 94, sobre la sombrilla 422 de la válvula de descarga y
contra la superficie exterior curva del cilindro 406 de válvula. No
puede producirse ninguna circulación descendente de tal material en
tanto que el cilindro 406 de válvula de descarga, axialmente
desplazable esté en la posición superior ilustrada en líneas
continuas en la Figura 13, ya que el material no puede circular
hacia abajo a través del interior del cilindro 406 de válvula y
porque la pared exterior curva de la válvula 406 se ajusta
estrechamente y preferentemente está en contacto con la placa 404.
La pendiente de la superficie de parte superior del material de
resina granular en el recipiente metálico 12 y en otras partes está
limitada por el ángulo de reposo.
Cuando se desea descargar material de un
recipiente metálico 12 mientras que el recipiente metálico 12 está
en la posición de inventario de material, el accionamiento de la
combinación pistón-cilindro 170 desciende la tapa
172 del recipiente metálico en posición de inventario 104 para venir
en contacto con la superficie superior del recipiente metálico 12.
Como resultado, la tapa 172 del recipiente metálico y,
específicamente, el vástago de pistón de la combinación
pistón-cilindro 170 viene en contacto e interfiere
con el extremo superior del árbol 400 de vástago de válvula de
descarga del recipiente metálico, forzando al árbol 400 hacia abajo,
considerando la Figura 13. El movimiento descendente del árbol 400
da como resultado un movimiento descendente del cilindro 406 de
válvula de descarga, axialmente desplazable moviendo la sección
abierta de la parte superior del cilindro 406 de válvula de
descarga, axialmente desplazable lejos de la sombrilla 422 de
válvula de descarga del recipiente metálico. Esto permite la
circulación de material granular, en el interior del recipiente
metálico 12 y que es soportada por el embudo 94 de abertura
perforada hacia abajo, a través del interior abierto del cilindro
406 de válvula de descarga axialmente desplazable hacia abajo fuera
del recipiente metálico 12.
Cuando se desea detener la circulación de
material fuera del recipiente metálico 12 en posición de inventario
104, se desenergiza la combinación pistón-cilindro
170, con lo que un componente de resorte de la combinación
pistón-cilindro 170 provoca la retracción de la
sección de pistón de la misma, levantando con ello la tapa 172 del
recipiente metálico. Esto libera el árbol 400 de vástago de la
válvula de descarga, permitiendo que el árbol 400 se desplace hacia
arriba en la Figura 3. Un resorte en el interior del alojamiento 420
empuja al árbol 400 hacia arriba hasta que la sección superior del
cilindro 406 de válvula axialmente desplazable venga una vez más en
contacto con el interior inferior de la sombrilla 422 de válvula de
descarga del recipiente metálico, posicionando con ello la
superficie curva del cilindro 406 de válvula para bloquear cualquier
circulación adicional de material granular hacia abajo fuera del
recipiente metálico 12. El alojamiento 420 es retenido en posición
por tres cuñas 414 que conectan el alojamiento 420 con la envoltura
14 del recipiente metálico 12.
Una ventaja fundamental proporcionada por el
diseño de la válvula 20 de distribución del recipiente metálico es
que la válvula 20 no es propensa al atoramiento en una posición
abierta o cerrada debido a la captación de material granular en
partículas en las partes móviles de la misma. La acción de
deslizamiento de la pared cilíndrica del cilindro 406 de válvula de
descarga, axialmente desplazable contra la pared anular
correspondiente de abertura en la placa 404 significa que no existe
espacio entre estas dos partes móviles dentro del que pueda caer
fácilmente material granular y atorar, con ello, la válvula. Es
deseable que cierta sección del exterior curvo del cilindro de
válvula de descarga permanezca en deslizamiento, de cara al contacto
con la pared anular de la abertura 405 en la placa 404 en todo
momento, ya esté abierta o cerrada la válvula. Esta operación está
ilustrada en las Figuras 26 y 27.
En referencia a las Figuras 2 a 5 y 12, en
posición de calentamiento 100, un recipiente metálico 12 tiene
preferentemente un suministro de material granular o en forma de
polvo húmedo que debe secarse, residiendo ya en su interior. Sin
embargo también está dentro del alcance de la invención el
proporcionar el suministro de material granular o en forma de polvo
húmedo para ser cargado dentro del recipiente metálico 12 en
posición de calentamiento 100.
Como está mostrado en la Figura 4, instalada
sobre el lado inferior de la placa de suspensión 166 y posicionada
para ajustarse estrechamente a pero ligeramente espaciada de, y
moviéndose alrededor de la periferia externa de la parte superior
del recipiente metálico, está una estructura 150 de placa
preferentemente circular. Una sección de tapa anular 152 de la
estructura 150 de placa se ajusta estrechamente a pero está
ligeramente espaciada de la periferia circular de un recipiente
metálico 12 en posición de carga y calentamiento 100. Una abertura
está en el interior de la estructura 150 de placa y conduce a un
contenedor o embudo de alimentación que facilita la comunicación
entre una tolva 500 de carga de material, ilustrada en la Figura 14,
o alguna estructura equivalente posicionada sobre la parte superior
del secador 10, y el interior de un recipiente metálico 12 en
posición de carga y calentamiento 100.
En la Figura 4 se ilustra con claridad la
configuración de la estructura 150 de placa circular, la sección 152
de tapa anular y la relación de las mismas con la periferia circular
del recipiente metálico 12 en posición de calentamiento 100.
Un recipiente metálico 12 llega a la posición de
calentamiento 100 como resultado de haber sido desplazado hasta esta
posición por la rotación de la cinta transportadora 21 sobre el
árbol vertical 24, en respuesta al movimiento de una de las primera,
segunda y tercera combinaciones pistón-cilindro 34,
36 y 38 de rotación motriz.
Como está ilustrado esquemáticamente en la Figura
6, en posición de calentamiento 100, un ventilador 76 facilita la
circulación de aire calentado a través del material 74 que reside en
el interior del recipiente metálico 12 para calentar el material 74.
El ventilador 76 tiene una abertura de admisión 78 y una abertura de
escape 80. La abertura de escape 80 conecta con el conducto 156 en
cuyo interior existe una pluralidad de elementos calentadores 82
destinados a calentar el aire procedente del ventilador 76 antes de
circular a través del material en el interior del recipiente
metálico 12.
En referencia a la Figura 5, una combinación
pistón-cilindro 106 neumática está preferentemente,
pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención,
instalada sobre un elemento transversal 152 inferior, que forma
parte del bastidor 22. Al ser accionada, la combinación
pistón-cilindro 106 sirve par cerrar el fondo del
recipiente metálico 12 en posición de calentamiento 100 para
desplazar una placa 86 de sellado del fondo de posición de
calentamiento verticalmente hacia arriba, efectuando un sellado
hermético entre la placa 86 y el recipiente metálico 12 en posición
de calentamiento 100, con el fin de facilitar el paso de aire
calentado a través del material granular o en forma de polvo en el
recipiente metálico 12.
La placa 86 de sellado del fondo de posición de
calentamiento incluye además un detector 153 de presencia de
recipiente metálico, como está ilustrado en la Figura 5. El detector
153 detecta la presencia de un recipiente metálico 12 en posición
sobre la placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento.
Si no se detecta la presencia de ningún recipiente metálico, el
detector 153 de presencia de recipiente metálico envía un señal al
microprocesador, que, como resultado de la lógica programada en el
mismo, impide cualquier circulación descendente de material de
resina granular para ser calentado en la posición 100, mediante el
accionamiento de una combinación pistón-cilindro 110
que controla una válvula 108 instalada en la placa de suspensión 166
encima de la posición de calentamiento 100, como está ilustrado en
la Figura 11. Cuando se acciona la válvula 108, ningún material
puede pasar hacia abajo a través de la misma desde una tolva de
alimentación por encima del secador 10 al interior del espacio que
define la posición de calentamiento 100.
La placa 86 de sellado del fondo de posición de
calentamiento incluye además una abertura 154 apantallada, ilustrada
en la Figura 5, destinada al paso de aire calentado a través de la
misma hacia arriba al interior de un recipiente metálico 12 cuando
está posicionado sobre la placa 86 de sellado del fondo de posición
de calentamiento. La abertura 154 está conectada con el orificio de
salida del ventilador 76 a través de una serie de conductos, estando
el conducto 158 directamente conectado con la abertura 154 de aire
calentado, como está ilustrado en la Figura 6 y referido en la
Figura 16.
Todavía en referencia a la Figura 5, el elemento
transversal 152 inferior está instalado de forma fija entre dos
elementos transversales 155 intermedios que se extienden
horizontalmente.
El aire calentado, habiendo pasado a través del
material granular o en forma de polvo en el interior del recipiente
metálico 12, es despedido del recipiente metálico 12 en el extremo
superior del mismo. Mientras que la placa 86 de sellado del fondo de
posición de calentamiento se ajusta herméticamente contra el fondo
del recipiente metálico 12 en posición de calentamiento, el
recipiente metálico 12 se abre ligeramente en la parte superior
cuando está ubicado en posición de calentamiento 100, debido al
posicionamiento de la estructura 150 de placa en ajuste estrecho con
pero ligeramente espaciada del borde superior del recipiente
metálico 12, como está ilustrada en la Figura 4.
En referencia a las Figuras 6 y 6A, un conducto
de descarga 144 está conectado herméticamente con una abertura en la
estructura 150 de placa para el paso a través del mismo de aire
calentado que sale del recipiente metálico 12 en posición de
calentamiento 100, después de que el aire calentado haya pasado a
través del material de resina granular o en forma de polvo húmedo en
el interior del recipiente metálico 12. El conducto de descarga 144
conduce preferentemente a una caja 600 de doble válvula neumática
mostrada en la parte inferior de las Figuras 6 y 6A, e ilustrada en
las Figuras 15 y 16, como se describe a continuación con más
detalle. La dirección del flujo de aire en el interior del conducto
de descarga 144 procedente del recipiente metálico 12 en la posición
de calentamiento 100 hasta la caja 600 de doble válvula neumática
está indicada en la Figura 6A por las flechas "a". La caja 600
de válvulas neumáticas se denomina caja de "doble" válvula
neumática porque la caja 600 posee dos válvulas en su interior que
operan simultáneamente fuera de un único árbol accionado
neumáticamente. También podrían usarse válvulas de operación
independiente, separadas o válvulas separadas que funcionen de forma
acoplada.
Como se muestra en las Figuras 6 y 6A, un primer
termopar 68 preferentemente posicionado en el orificio de entrada 72
del conducto de descarga 144 detecta la temperatura del aire
calentado que abandona el recipiente metálico 12 en la posición de
calentamiento 100. Un segundo termopar 84 está preferentemente
posicionado tras el ventilador en el conducto 156 que conduce desde
el aire que ha pasado a lo largo de los elementos de calentamiento
82, alimentando el orificio de salida del ventilador el aire
calentado procedente del ventilador 76. Cuando las temperaturas
detectadas por los termopares 68 y 84 son sustancialmente iguales,
esto es indicativo de que el material de resina granular o en forma
de polvo en el interior del recipiente metálico 12 ha alcanzado la
temperatura deseada, que es típicamente, pero no necesariamente, la
temperatura seleccionada del aire que entra en el recipiente
metálico 12 después de haber sido calentado al grado deseado,
preferentemente por los elementos de calentamiento 82.
En la Figura 5 está ilustrada una placa 42 de
sellado del fondo de recipiente metálico ubicada en la posición de
secado en vacío 102. La placa 42 está instalada de forma móvil sobre
el elemento transversal 152 inferior de forma similar a la de la
placa 86 de sellado del fondo de posición de calentamiento. La placa
42 de sellado del fondo de recipiente metálico en la posición de
vacío 102 es accionada por una combinación
pistón-cilindro 46 que está conectada con el
elemento transversal 152 inferior y es visible en la Figura 5.
En la Figura 5 está ilustrada adicionalmente la
placa 114 con resalte que está conectada de forma fija con el
elemento transversal 152 inferior y sirve como árbol 24 vertical de
soporte de superficie de soporte a medida que el árbol 24 gira y
lleva los recipientes metálicos 12 entre las posiciones de
calentamiento, secado en vacío y gestión de inventario del
material.
También ilustrada en la Figura 5, está una placa
90 de sellado del fondo de posición de gestión de inventario del
material que es móvil verticalmente para venir en contacto con el
fondo de un recipiente metálico 12 ubicado en la posición de gestión
de inventario del material, para recibir el material secado que
circula hacia abajo procedente del recipiente metálico para su
entrega a una máquina extrusora o una prensa de moldear. La placa 90
de sellado del fondo de posición de gestión de inventario del
material está instalada preferentemente sobre una viga 196 que
pivota para facilitar el movimiento vertical de la placa 90 de
sellado del fondo de posición de gestión de inventario del material.
Como variante, la placa 90 de sellado del fondo de posición de
gestión de inventario del material puede estar conectada
directamente al bastidor 22 y ser accionada por una combinación
neumática pistón-cilindro asociada a ella. La viga
196 está ilustrada en la Figura 9.
En referencia a las Figuras 7 y 13, cada
recipiente metálico 12 preferentemente, pero no esencialmente para
llevar a la práctica la invención, cilíndrico incluye
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, una envoltura cilíndrica designada generalmente como 14.
Cada envoltura cilíndrica 14 está definida preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, por un tubo de
pared única 52 en los dibujos. Una camisa aislante 54, representada
en las Figuras 2, 3 y 4, se ajusta preferentemente alrededor del
exterior anular del tubo 52 y está equipada con una cremallera 55
que extiende axialmente la longitud de la camisa 54 cuando la camisa
54 está en posición alrededor del tubo 52. La camisa 54 es
suficientemente resiliente para que, cuando se cierra la cremallera
55, la camisa 54 se estira ligeramente de forma circunferencial
alrededor del tubo 52, con el resultado de que la fuerza radialmente
hacia el interior ejercida sobre el tubo 52 por la camisa 54 retiene
la camisa 54 en posición alrededor del exterior del tubo 52.
Un embudo de material de abertura perforada hacia
abajo designado como 94 está fijado en el interior de cada envoltura
cilíndrica 14 de un recipiente metálico 12 a proximidad del fondo
del recipiente metálico 12. El embudo 94 de distribución de
material, cuando está instalado, se deforma preferentemente justo lo
suficiente para estar encajado en posición y ser retenido por la
acción de tipo resorte que resulta de las tensiones residuales
internas a medida que el embudo 94 trata de aflojar estas
tensiones.
El carácter perforado del embudo de distribución
94 facilita la circulación de aire de secado calentado a través del
material en el recipiente metálico 12 cuando el recipiente metálico
12 está en posición de secado en vacío 102 por extracción axial del
vacío en el recipiente metálico 12 en la posición 102.
Cada recipiente metálico 12 incluye además
preferentemente una válvula de distribución de recipiente metálico
generalmente designada como 20, ubicada coaxialmente con el embudo
perforado 94, como se muestra en las Figuras 7, 8, 9 y 13.
En referencia a las Figuras 2, 3, 4, 12, 13 y 17,
cada recipiente metálico 12 está equipado preferentemente con un par
de pasadores extensibles superiores 410 y un par de pasadores
extensibles inferiores 412, cuyos pares de pasadores 410, 412 están
posicionados en ubicaciones diametralmente opuestas sobre la
superficie de un recipiente metálico 12 dado.
Una cinta transportadora 21 de transporte de
recipientes metálicos incluye un primer conjunto de láminas
espaciadas equiangularmente, alargadas verticalmente, cuyas láminas
del primer conjunto están indicadas como 16 en la Figura 12. La
cinta transportadora 21 incluye además una pluralidad de segundos
conjuntos de láminas alargadas verticalmente. Las láminas de cada
uno de los segundos conjuntos están conectadas a una respectiva de
las láminas del primer conjunto a lo largo de bordes respectivos.
Las láminas del segundo conjunto están indicadas como 17 en la
Figura 12 y están también representadas en las Figuras 2, 3 y 4. Las
láminas de los segundos conjuntos 17 respectivos y las láminas
conectadas asociadas del primer conjunto 16, a las que están
conectadas láminas respectivas del segundo conjunto, están
distanciadas equiangularmente, como se muestra en la Figura 12.
Cada una de las segundas láminas 17 de la cinta
transportadora 21 tiene bordes configurados a proximidad de sus
partes extremas superiores para proporcionar un vértice superior de
soporte de recipiente metálico designado como 30 en la Figura 2. El
vértice 30 está formado entre un borde que se extiende
preferentemente verticalmente y un borde que se extiende ligeramente
hacia arriba desde la horizontal. La forma está ilustrada en la
Figura 2, y proporciona soporte a los pasadores extensibles
superiores 410 de recipiente metálico cuando un recipiente metálico,
tal como el recipiente metálico 12 ilustrado en la Figura 2, está
colocado en posición con los pasadores extensibles superiores 410
descansando en los vértices 30 superiores de soporte de recipiente
metálico.
Una vez que se ha posicionado un recipiente
metálico con los pasadores extensibles superiores 410 soportados por
los vértices 30 superiores de soporte de recipiente metálico, la
sección inferior del recipiente metálico puede hacerse oscilar en
posición por un movimiento en una dirección indicada por la flecha A
en la Figura 17. Tal movimiento es un movimiento de pivote a través
de un arco, estando definido el centro del arco por los pasadores
extensibles superiores 410 que descansan en los vértices 30. Una vez
que se ha hecho oscilar en posición al recipiente metálico 21 con
los pasadores extensibles inferiores 412 residiendo en las
entalladuras 432 de abertura hacia abajo formadas en las segundas
láminas 17, se hace oscilar la lámina de enclavamiento 428, que
tiene una configuración en forma de "L", en la posición
ilustrada en la Figura 17 desde la posición ilustrada en la Figura
2.
En la posición enclavada o bloqueada ilustrada en
la Figura 17 en la que el recipiente metálico 12 está retenido en
posición sobre la cinta transportadora 21 y está retenido en
posición específicamente sobre la segunda pala 17 de la cinta
transportadora 21, una primera sección planar 800 de la lámina de
enclavamiento 428 yace en un plano perpendicular al eje de los
pasadores extensibles inferiores 412 de recipiente metálico. Como se
ilustra adicionalmente en la Figura 22, la primera sección planar
800 tiene una parte extrema 434 de borde que está distante del
armazón 430 de pivote de lámina y que yace contra la superficie
cilíndrica curva del pasador extensible inferior 412 de recipiente
metálico. En esta posición, una segunda sección planar 438 de la
lámina de enclavamiento 428, que es perpendicular a la primera
sección planar 800 de la lámina de enclavamiento 428, se extiende
longitudinalmente delante de la parte extrema 434 de borde de la
primera sección planar 802 de la lámina de enclavamiento 428. Esta
parte de extensión de la segunda sección planar 438, que está
designada como 802 en la Figura 22, yace de forma enfrentada contra
la superficie cilíndrica curva del pasador extensible inferior 412
de recipiente metálico, como está ilustrado en la Figura 17,
impidiendo con ello la rotación de la lámina de enclavamiento 428
alrededor del armazón de pivote 430. Puesto que se impide en esta
posición la rotación de la lámina de enclavamiento 428, la fuerza
ejercida por el recipiente metálico 12, a través del pasador
extensible inferior 412 de recipiente metálico contra la parte
extrema 434 de borde de la primera sección planar 800 de la lámina
de enclavamiento 428, retiene el recipiente metálico 12 contra
cualquier rotación alrededor del pasador 412. Específicamente, la
lámina de enclavamiento 428 no puede moverse alrededor del armazón
de pivote 430 en la dirección de la flecha B debido a la
interferencia entre la parte extrema 434 de borde de la primera
sección planar 800 de la lámina de enclavamiento 428 y la superficie
cilíndrica curva del pasador extensible inferior 412 de recipiente
metálico.
Cuando se desea retirar el recipiente metálico 12
de la cinta transportadora 21, se hacen girar las láminas de
enclavamiento 428 en la dirección opuesta a la indicada por la
flecha B en la Figura 17, en la dirección indicada por la flecha C
en la Figura 22, liberando con ello los pasadores extensibles
inferiores 412 de recipiente metálico y permitiendo la rotación del
recipiente metálico en la dirección opuesta a la de la flecha A en
la Figura 17. Una vez que se ha hecho girar así ligeramente al
recipiente metálico 12 para liberar el pasador extensible inferior
412 de las entalladuras 432 de abertura descendente, el recipiente
metálico 12 puede ser levantado manualmente, de modo que los
pasadores extensibles superiores 410 de recipiente metálico dejen de
descansar sobre los vértices 30 de las segundas láminas 17, y
retirado del secador 10.
La Figura 3 ilustra un recipiente metálico 12 en
posición de secado en vacío 102 antes del movimiento en posición de
las placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte superior y del
fondo del recipiente metálico para sellar la envoltura cilíndrica
14, de modo que pueda extraerse un vacío en el interior del
mismo.
Las placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte
superior y del fondo del recipiente metálico están preferentemente,
pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención,
conectadas respectivamente con extensiones de vástago de pistón no
numeradas que forman parte de las combinaciones
pistón-cilindro 44, 46, respectivamente, de sellado
de la parte superior y del fondo del recipiente metálico. Las
combinaciones pistón-cilindro 44, 46 son
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, accionadas neumáticamente por el microprocesador y las
válvulas de solenoide como se ha descrito anteriormente. La sección
de cilindro de la combinación pistón-cilindro 44 de
parte superior está conectada de forma fija con la placa de
suspensión 166, mientras que la sección de cilindro de la
combinación pistón-cilindro 46 de fondo está
conectada de forma fija con un elemento transversal 152 inferior del
bastidor 22, de forma similar a la de la combinación
pistón-cilindro que acciona la placa inferior 86
móvil en la posición de calentamiento y carga 100, como se ilustra
en la Figura 5.
Las placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte
superior y del fondo del recipiente metálico son, con especial
preferencia, de configuración generalmente planar, como se ilustra,
y tienen preferentemente juntas de sellado al vacío 58, 60
posicionadas para desplazarse circunferencialmente alrededor de los
picos preferentemente circulares no numerados de las placas 40, 42,
respectivamente, de sellado al vacío de la parte superior y del
fondo del recipiente metálico.
Cuando un recipiente metálico 12 está en la
posición de secado en vacío 102, el accionamiento neumático de las
combinaciones pistón-cilindro 44, 46 respectivas de
sellado de la parte superior y del fondo del recipiente metálico
provoca respectivamente el movimiento vertical de las placas 40, 42
respectivas de sellado al vacío de la parte superior y del fondo del
recipiente metálico, en la dirección del eje del recipiente metálico
12 cilíndrico, hacia el recipiente metálico 12. Esto efectúa un
sellado de mantenimiento del vacío, estanco, entre las periferias
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, circulares de las placas 40, 42 de sellado al vacío de la
parte superior y del fondo, en el que están preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, ubicadas las
juntas de vacío 58 y 60, así como los bordes circunferenciales de la
parte superior y del fondo preferentemente, pero no esencialmente
para llevar a la práctica la invención, circulares del tubo 52.
Una vez que se ha evaporado la humedad del
material de resina debido a la extracción del vacío del mismo en el
interior del recipiente metálico 12, mientras que está ubicado en la
posición de secado en vacío 102, y que el material de resina ha
alcanzado un grado de sequedad deseado, se permite que las
combinaciones pistón-cilindro 44, 46 de sellado de
la parte superior y del fondo del recipiente metálico vuelvan a sus
posiciones por defecto ilustradas en la Figura 4. Esto retrae las
placas 40, 42 de sellado al vacío de la parte superior y del fondo
del recipiente metálico lejos de y fuera de contacto del recipiente
metálico 12, permitiendo que el recipiente metálico 12, que tiene
ahora en su interior el material de resina granular seco, se
desplace a la posición de gestión de inventario de material.
En referencia a las Figuras 5, 6 y 6A, la placa
42 de sellado del fondo del recipiente metálico en la posición de
sellado al vacío 102 incluye una abertura 50 de aire caliente de
purgación, mostrada en las Figuras 5, 6 y 6A. La abertura 50
proporciona una abertura al interior de un recipiente metálico 12
ubicado en la posición de secado en vacío destinada a una línea de
purga 62 que conduce desde el conducto 158 de transporte de aire de
calentamiento caliente ilustrado en las Figuras 6 y 6A. Una válvula
de purga 64 está prevista en el interior de la línea de purga 62
para abrir y cerrar la línea 62, para permitir o para bloquear la
circulación de aire caliente al interior de un recipiente metálico
12 en la posición de secado en vacío 102. La línea de purga 62 y la
válvula de purga 64 facilitan la purgación de la humedad del
material de resina granular que sufre el secado en vacío por
introducción periódica de aire seco caliente dentro de este material
de resina granular y dejando que el aire seco caliente sea extraído
a través del material de resina por el vacío que es retirado en la
parte superior del recipiente metálico. El efecto de esto es otorgar
una mejor eficacia, a saber una sequedad resultante más elevada del
material de resina granular cuando éste termina de secarse en la
posición de secado en vacío 102. La purgación dura típicamente
treinta (30) segundos o un minuto, o incluso un minuto y treinta
segundos, sobre el tiempo total del ciclo de secado de veinte (20)
minutos. La purgación se lleva a cabo preferentemente cerca de o al
final del ciclo de secado, y también puede llevarse a cabo
igualmente a mitad del ciclo.
La duración del tiempo en el que se extrae el
vacío en el interior del recipiente metálico 12, mientras está
ubicado en la posición de secado en vacío 102, puede ajustarse,
según el tipo de material que se esté secando, usando el
microprocesador. De forma similar, puede ajustarse el nivel de vacío
extraído en el recipiente metálico 12 en la posición de secado en
vacío 102. El aire extraído del recipiente metálico 12 por la acción
del venturi de vacío 48 que comunica con la placa 40 de sellado de
la parte superior puede supervisarse en cuanto al contenido de
humedad; el venturi de vacío 48 puede detenerse una vez que se ha
alcanzado el nivel bajo deseado de humedad en el material en el
interior del recipiente metálico 12. El microprocesador controla el
funcionamiento del secador de baja presión, incluyendo el
secuenciado y el accionamiento de las varias combinaciones
neumáticas pistón-cilindro, el funcionamiento del
venturi, etc.
Los conjuntos cilíndricos orientados
verticalmente de recipientes metálicos son transportados
indirectamente por el árbol 24 para rotación con el mismo avanzando
sobre la cinta transportadora 21, como se ilustra en las Figuras 2,
3, 4, 12 y 19. La cinta transportadora está fijada preferentemente
de forma inmóvil al árbol 24. Cada recipiente metálico 12 puede
retirarse manualmente de la cinta transportadora 21.
La flecha B en las Figuras 11 y 12 representa la
dirección de rotación preferente del árbol vertical 24, de la cinta
transportadora 21 y de los recipientes metálicos 12 de manera que se
desplace uno de los recipientes metálicos 12 en serie desde la
posición de calentamiento 100 hasta la posición de secado en vacío
102, después hasta la posición de gestión de inventario de material
104 y después de nuevo hasta la posición de calentamiento, en la que
debe repetirse este ciclo.
En la posición de secado en vacío 102, el
material calentado es sometido preferentemente a un vacío de
aproximadamente 27,5 milímetros de mercurio o superior. Esto
desciende el punto de evaporación o el punto de ebullición del agua
a aproximadamente 48,9ºC (120ºF), provocando con ello que se evapore
la humedad en el interior del material calentado y que sea extraída
por el venturi de vacío 48 que extrae el vacío en el interior del
recipiente metálico 12 en la posición de secado en vacío 102. El
venturi de vacío 48 está conectado a través de un tubo flexible
apropiado con una abertura en la placa 40 de sellado de la parte
superior del recipiente metálico para extraer el vacío en el
interior del recipiente metálico 12 en la posición de secado en
vacío 102. Una vez que el proceso de secado en vacío está
suficientemente completado, las combinaciones
pistón-cilindro 44, 46 retraen las placas 40, 42 de
sellado de la parte superior y del fondo del recipiente metálico, de
modo que el recipiente metálico 12 pueda desplazarse desde la
posición de secado en vacío 102 hasta la posición de distribución de
material 104, según gira la cinta transportadora 21. Una bomba de
vacío puede sustituir al venturi de vacío 48 y proveerse como parte
del secador de vacío.
El ventilador 76 es preferentemente un ventilador
de un caballo de vapor. Preferentemente se usan dos elementos
calentadores 82, como está ilustrado en los dibujos.
Las funciones de calentamiento del material y
secado en vacío pueden tomar cada una aproximadamente veinte
minutos. En consecuencia, en una hora, la totalidad de los tres
recipientes metálicos 12 experimenta preferiblemente un ciclo a
través de la posición de calentamiento de material 100, la posición
de secado en vacío 102 y la posición de gestión de inventario del
material y distribución 104. Si cada recipiente metálico es de
aproximadamente 25,50 cm (10 pulgadas) de diámetro y 60,96 cm (24
pulgadas) de alto, cada recipiente metálico contendrá
aproximadamente 28,32 litros cúbicos (un pie cúbico) de material de
resina granular, que es aproximadamente 15,87 kilos (treinta y cinco
libras) de material de resina granular. Con tal configuración, el
secador proporciona aproximadamente 45,36 kilos (100 libras) por
hora de material de resina granular secado para el tratamiento
ulterior por el equipo de moldeo por inyección o de extrusión de
material plástico. El tamaño puede aumentarse o disminuirse de
escala, según se desee.
Los recipientes metálicos 12 están previstos
preferentemente igualmente espaciados alrededor del árbol vertical
24, estando los recipientes metálicos 12 separados de 120
grados.
En referencia a las Figuras 2, 6, 6A, 8, 9 y 10,
la caja 182 de remoción de material en vacío está prevista en el
fondo de la posición de inventario de material 104 para retirar y
transportar el material granular secado desde el secador 10 hasta
una máquina de tratamiento tal como una prensa de moldear por
compresión o inyección o una extrusora. La caja de remoción de
material en vacío está designada generalmente mediante 182 en los
dibujos y tiene un tubo 184 de remoción de material que reside con
capacidad de rotación en el interior de la misma.
Como se ilustra en la Figura 9, la caja 182 de
remoción de material en vacío está instalada preferentemente sobre
un extremo de la viga pivotante 196, cuya viga 196 está conectada de
forma pivotante con el bastidor 22, preferentemente con uno de los
elementos transversales 155 intermedios que se desplazan entre los
dos elementos 160LP y 160RR que se extienden verticalmente, en la
parte trasera del secador 10. El punto de conexión en pivote se
representa como P en la Figura 9. La viga pivotante 196 es accionada
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, por una combinación pistón-cilindro 198
orientada verticalmente que está preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, instalada
sobre un elemento transversal 165 de bastidor horizontal. La
combinación pistón-cilindro 198 es visible en las
Figuras 2, 3, 4 y 9.
En referencia a las Figuras 8, 9 y 10, la caja
182 de remoción de material incluye un tubo 184 de remoción de
material manualmente giratorio y un orificio de entrada de aire 187
que proporciona la entrada a un sistema de entrega de material
basado en vacío o succión a través del que se transporta material
granular en el interior de la caja 182 de remoción de material
mediante un aire a presión inferior a la atmosférica procedente del
interior del tubo 184 de remoción de material, giratorio, hacia el
exterior, como está indicado por la flecha O en la Figura 10. El
aire suministrado al orificio de entrada 187 está indicado por la
flecha I en la Figura 10. La característica giratoria del tubo 184
permite el ajuste del caudal de material a través del mismo mediante
el ajuste de la posición angular del tubo 184, para ajustar el área
proyectada o efectiva de la abertura de carga de material presentada
directamente a y accesible directamente para el material granular
seco oscilante en entorno de vacío.
La abertura 186 de carga de material está en el
tubo 184 de remoción de material, giratorio. La abertura 186 es
preferentemente alargada axialmente y está formada como un corte en
la pared del tubo 184, estando el corte preferentemente definido por
dos bordes preferentemente sustancialmente rectos que son paralelos
al eje del tubo 184, y dos bordes arcuados preferentemente
sustancialmente paralelos formados a lo largo de las líneas de
circunferencia del tubo 184, como se ilustra en la Figura 10. Es
deseable que los dos bordes arcuados sustancialmente paralelos que
forman dos de las fronteras de la abertura 186 de carga de material
tengan arcos de apertura de menos de 180 grados.
La caja 182 de remoción de material en vacío
incluye preferentemente una primera placa 190 frontal superior
pivotante que está fabricada preferentemente de plástico
transparente o material de vidrio de seguridad y que pivota en torno
a una charnela que se desplaza sustancialmente coaxialmente con un
borde indicado como "A" de la caja 182 de remoción de material
en las Figuras 8 y 10.
Formando preferentemente parte de la misma pared
esencialmente planar de la caja 182 de remoción de material, está
una segunda placa 192 frontal inferior pivotante que está, de forma
similar, preferentemente formada de plástico transparente o material
de vidrio de seguridad de la misma forma que la primera placa 190
frontal superior pivotante, pero que pivota en torno de un borde
paralelo al borde indicado como A en las Figuras 8 y 10, estando tal
borde indicado como B en las Figuras 8 y 10. Un borde superior de la
placa 192 frontal inferior recubre un borde inferior de la placa 190
frontal superior cuando las placas están en su disposición
esencialmente co-planar, proporcionando un frontal
cerrado a la caja 182 de remoción, como está ilustrado en la Figura
8. El borde superior de la placa 192 frontal inferior está indicado
como 192U en la Figura 8. La acción pivotante de las placas 190, 192
para abrir el frontal de la caja 182 facilita la limpieza de la
misma. El plástico transparente o el material de vidrio de seguridad
de las placas 190, 192 facilita la operación de supervisión de
inspección del interior de la caja de remoción de material en
vacío.
La caja 182 de remoción de material es
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, con forma exterior de paralelepípedo rectangular, de modo
que las superficies exteriores enfrentadas de forma opuesta de la
caja 182 de remoción de material son esencialmente paralelas entre
sí.
Una concentración de deflectores generalmente con
forma angular, dispuestos preferentemente al menos parcialmente
planares, están previstos preferentemente, pero no esencialmente
para llevar a la práctica la invención, en el interior de la caja
182 de remoción de material; los deflectores están indicados
generalmente como 194, 194A, etc. Los deflectores 194 sirven para
desviar y difundir el vector de aire entrante cercano al vacío en el
orificio de entrada 187, para hacer con ello más eficaz la toma de
vacío de las pastillas de material de resina granular para el
transporte de las mismas por el aire cercano al vacío sacado del
interior del tubo 184 de remoción de material, giratorio. El
movimiento del aire de difusión cercano al vacío en el interior de
la caja 182 de remoción de material está indicado generalmente por
las flechas etiquetadas "a" en la Figura 10.
En referencia a la Figura 8, la caja 182 de
remoción de material incluye además preferentemente un detector 120
de material así como un visor 122 a través del que puede comprobarse
visualmente el interior de la caja 182 de remoción de material y la
presencia o ausencia de material de resina granular en su interior.
El detector de material 120 sirve para accionar una alarma cada vez
que hubiera ausencia de material en la caja 182 de remoción de
material listo para transporte a la máquina de tratamiento, bajo
demanda.
En referencia a las Figuras 6, 15 y 16, en las
que las áreas activas de circulación de aire se han punteado para la
claridad del dibujo, una caja de doble válvula neumática se designa
generalmente como 600 y se usa para controlar los flujos de aire en
la forma de realización preferente del secador según el aspecto del
aparato de la invención. La caja 600 de doble válvula neumática
incluye una combinación pistón-cilindro 602
neumática que desplaza un árbol 604 entre las posiciones ilustradas
en las Figuras 15 y 16. Instalados sobre el árbol 604, están un
primer y un segundo elementos de válvula 606, 608, incluyendo cada
uno de ellos dos discos de válvula acoplados de forma resiliente por
un resorte helicoidal. Cada uno de los dos discos de válvula que
forman parte del primer y el segundo elementos de válvula 606, 608
son móviles en deslizamiento a lo largo del eje 604 dentro de los
límites definidos por los resortes helicoidales, a los que están
respectivamente acoplados los discos de válvula. Es deseable que los
resortes helicoidales estén fijos, en una posición axialmente
central, al árbol 604 con las partes extremas axiales de los
resortes helicoidales conectadas con los discos respectivos que
flotan o se deslizan a lo largo del árbol 604. Con esta estructura,
según se desplaza el árbol 604 entre las posiciones ilustradas en
las Figuras 15 y 16 debido a la acción de la combinación neumática
pistón-cilindro 602, los discos de válvula
respectivos pueden venir en contacto con los deflectores internos en
el interior de la caja 600 de doble válvula neumática, abriendo o
cerrando con ello aberturas dirigidas axialmente cortadas en los
deflectores que se extienden transversalmente en la caja 600 de
doble válvula neumática, como se ilustra en las Figuras 15 y 16.
La caja 600 de doble válvula neumática tiene una
sección de presión positiva designada generalmente como 610 en las
Figuras 15 y 16, y una sección de presión negativa designada
generalmente como 612 en las Figuras 15 y 16, cuyas posiciones están
indicadas por corchetes en los dibujos. Un orificio de entrada a la
sección de presión positiva 610 está indicado como 2 en las Figuras
15 y 16, y es la posición en la que se suministras aire caliente a
presión positiva a la caja 600 de doble válvula neumática desde el
orificio de salida del ventilador de presión 76 a través del
conducto 156, como se ilustra en la Figura 6.
La caja 600 de doble válvula neumática tiene dos
orificios de salida desde la sección de presión positiva 610. El
orificio de salida numerado como 1 en las Figuras 15 y 16 se conecta
con el conducto 158, ilustrado en la Figura 6, que transporta aire
caliente desde la sección de presión positiva 610 de la caja 600 de
doble válvula neumática hasta un recipiente metálico 12 ubicado en
la posición de calentamiento de material 100, como se ilustra en la
Figura 6, cuando la caja de doble válvula neumática está en la
configuración o modo de "calentamiento de material" ilustrada
en la Figura 16.
Cuando la caja 600 de doble válvula neumática
está en la configuración o modo de "entrega de material"
ilustrada en la Figura 15, debido a que la combinación
pistón-cilindro 602 está en la disposición
alternativa y ha desplazado al árbol 604 y a la válvula 606 asociada
hacia la izquierda, desde la posición en la Figura 16 hasta la
posición ilustrada en la Figura 15, el aire caliente que sale de la
sección de presión positiva 610 de la caja 600 de doble válvula
neumática sale a través del orificio de salida 3. Conectado al
orificio de salida 3 y conduciendo desde la caja 600 de doble
válvula neumática hasta el orificio de entrada de aire 187, está una
línea de entrada de aire 188, ilustrada en la Figura 6.
La abertura 4, que proporciona un orificio de
entrada a la sección 612 de presión negativa de la caja 600 de doble
válvula neumática, recibe aire caliente que sale de una posición de
calentamiento 100 de recipiente metálico 12 a través de un conducto
146 ilustrado en la Figura 6A, cuando la caja 600 de doble válvula
neumática está en la configuración de "calentamiento de
material" ilustrada en la Figura 16. Cuando la caja de doble
válvula neumática está en la configuración de "entrega de
material" ilustrada en la Figura 15, la abertura 6 proporciona un
orificio de entrada a la sección 612 de presión negativa de la caja
600 de doble válvula neumática para la línea de retorno 140, a
través de la que se devuelve el aire procedente de un cilindro de
carga 142, que es un receptáculo de retención para que el material
de resina granular sea usado por una prensa de moldear o una
extrusora 822, como se ilustra en la Figura 25.
La abertura 5 en la sección 612 de presión
negativa de la caja 600 de doble válvula neumática comunica con el
conducto 136 que conduce al filtro de aire 82 que, a su vez, conecta
con la abertura 78 de admisión o succión del ventilador 76, en cuyo
ventilador 76 extrae presión negativa o de succión. La abertura 5,
el conducto 136 y las celdas activas de la sección 610 de presión
negativa de la caja 600 de doble válvula neumática permanecen en
comunicación con la abertura 78 de succión o admisión del ventilador
76, independientemente de que la caja 600 de doble válvula neumática
esté en la configuración de calentamiento de material o de entrega
de material.
También mostrado en la Figura 6, existe un
conducto 138 que conecta el tubo 184 de remoción de material,
giratorio, que se ve con más claridad en las Figuras 8, 9 y 10 y
forma parte de la caja 182 de remoción de material, con el cilindro
de carga 142. Por lo tanto, el conducto 138 transporta material de
resina granular secado desde la caja 182 de remoción de material en
vacío hasta el cilindro de carga 142 cuando la caja de doble válvula
neumática está en la configuración de "entrega de material"
ilustrada en la Figura 15.
Cuando la caja 600 de doble válvula neumática
está en la configuración de "calentamiento de material"
ilustrada en la Figura 16, el flujo en la sección de presión
negativa de la caja 600 es de aire caliente despedido desde un
recipiente metálico 12 en la posición de calentamiento de material
100, que viaja a través de un conducto 146 al interior de la caja
600 a través de la abertura 4.
Tanto si la caja de doble válvula neumática está
en la configuración de "entrega de material" mostrada en la
Figura 15 como si está en la configuración de "calentamiento de
material" mostrada en la Figura 16, el aire es extraído, por
succión en el orificio de entrada al ventilador 76, a través del
filtro de aire 82 y dentro del ventilador 76 a través del conducto
136, a medida que dicho aire sale de la caja 600 de doble válvula
neumática a través de la abertura 5.
Cuando la caja 600 de doble válvula neumática
está en la configuración de "entrega de material" ilustrada en
la Figura 15, el aire caliente que entra en la sección de presión
positiva de la caja 600 de doble válvula neumática a través de la
abertura 2 se suministra a la caja 182 de remoción de material en
vacío a través del conducto 188 conectado a la abertura 3. En esta
misma configuración, se extrae aire a través de la sección 612 de
presión negativa de la caja 600 de doble válvula neumática desde el
cilindro de almacenamiento de material 142 a través del conducto
140, después de entregar material de resina granular secado al
cilindro 142 a través del conducto 138. Por lo tanto, la Figura 15
representa la caja de doble válvula neumática en la configuración o
modo de entrega de material, mientras que la Figura 16 representa la
caja de doble válvula neumática en la configuración o modo de
calentamiento de material.
La caja 600 de doble válvula neumática efectúa
una importante función, a saber la capacidad de proporcionar aire
caliente de transporte como medio usado para desplazar material de
resina granular secado, una vez que se ha secado el material, hasta
la posición de operación, a saber hasta el cilindro de carga 142
para moldeo o extrusión. Esto es ventajoso con respecto al uso de
aire ambiente procedente de la sala en la que está ubicado el
secador 10 para desplazar material de resina granular desde el
secador 10 hasta donde se necesite el material. La caja 600 de
válvulas permite que se suministre aire caliente desde el ventilador
76 hasta la caja 182 de remoción en vacío para desplazar material de
resina granular desde la caja 182 de remoción de material en vacío
hasta el cilindro de carga 142. El uso de aire caliente ayuda a que
el material de resina granular permanezca más caliente durante más
tiempo; es deseable tratar el material de resina granular por moldeo
o extrusión mientras que el material de resina granular está
caliente. Si se da la oportunidad de que se enfríe el material de
resina granular, el material de resina granular toma humedad, lo que
afecta de forma desfavorable al rendimiento del material de resina
granular cuando se moldea o extrude. El uso de aire caliente para
transportar el material de resina granular después de haber sido
secado mantiene caliente durante más tiempo el material de resina
granular, otorgando más tiempo de espera al moldeo o la
extrusión.
La Figura 14 ilustra una tolva de suministro de
material opcional pero preferente para su uso con el secador 10. La
tolva de suministro de material 500 incluye un contenedor 512 que es
preferentemente de aluminio. El contenedor 512 tiene preferentemente
una sección cilíndrica superior y una sección troncocónica, en la
que estas dos secciones están indicadas como 514, 516,
respectivamente.
La tolva de suministro de material 500 incluye
una válvula de suministro de material designada generalmente como
502 en la Figura 14; la válvula 502 es esencialmente idéntica a la
válvula de distribución 20 de recipiente metálico anteriormente
descrita e ilustrada en las Figuras 7 y 13. La válvula de suministro
de material 502 es accionada por una combinación
pistón-cilindro 504 que está instalada de forma fija
en el interior de la tolva de suministro de material 500 mediante un
pasador de montaje numerado como 520. La válvula de suministro de
material 520 incluye una sombrilla 506 de válvula de suministro de
material que recubre un cilindro 508 de válvula de suministro de
material axialmente desplazable, que tiene un centro abierto
destinado a la circulación de material axialmente dirigida a través
del mismo, hacia abajo al exterior de la tolva de suministro de
material 500 cuando la válvula de suministro de material 502 está en
la posición abierta. Una brida 510 de conexión
árbol-cilindro de la válvula de suministro está
posicionada en el interior de, y se desplaza preferentemente
diametralmente a través del interior del cilindro 508 de válvula de
suministro de material axialmente desplazable, proporcionando medios
de sujeción del cilindro 508 al vástago 522 que se extiende desde la
combinación pistón-cilindro 504.
Cuando el cilindro 508 de válvula de suministro
de material, axialmente desplazable, está en la posición superior
ilustrada en líneas continuas en la Figura 14, el extremo superior
abierto del cilindro 508 de válvula de suministro de material,
axialmente desplazable, está cubierto por una sombrilla 506 de
válvula de suministro de material, y la pared curva del cilindro 508
se extiende axialmente desde la sombrilla 506 con deslizamiento a
través de la abertura en el fondo 518 de un contenedor 512. Como
resultado, en esta posición ningún material granular en el interior
de la tolva de suministro 500 puede circular hacia abajo a través
del interior del cilindro 508 de válvula de suministro de material,
axialmente desplazable.
El contenedor 512 tiene un fondo 518 con una
abertura para la recepción en deslizamiento del cilindro 508 de
válvula de suministro de material, axialmente desplazable. El ajuste
corredizo entre la abertura en el fondo 518 y la pared curva del
cilindro 508 es lo suficientemente fino como para que el material
granular no pueda pasar a través de las mismas.
Cuando se desea abrir la válvula 502, se acciona
el pistón-cilindro 504, extendiendo el vástago 522
de pistón y desplazando con ello el cilindro 508 de válvula de
suministro de material, axialmente desplazable, hacia abajo en la
posición ilustrada en líneas de puntos en la Figura 14, con lo que
el material granular en el interior de la tolva 500 de suministro de
material puede circular hacia abajo a través del centro abierto del
cilindro 508 de válvula de suministro de material, axialmente
desplazable. Para cerrar la válvula 502 de suministro de material,
se desenergiza la combinación pistón-cilindro 504,
por lo que un resorte interno extrae el vástago 522 de pistón hacia
arriba en la Figura 14, desplazando con ello el cilindro 508 de
válvula de suministro de material, axialmente desplazable, hacia
arriba en contacto con la sombrilla 506 de válvula de suministro de
material. Esto cierra el extremo superior del cilindro 508 de
válvula de suministro a la circulación de material y ningún material
puede circular entonces hacia abajo fuera de la tolva 500 de
suministro de material. Es deseable que la tolva 500 reciba material
granular directamente de un mezclador gravimétrico 820, como se
ilustra esquemáticamente en la Figura 25.
El secador, en la forma de realización preferente
del aparato de la presente invención, con la orientación vertical
preferente de los recipientes metálicos 12 móviles, precisa de menos
espacio en el suelo que un secador de desecante que tiene la misma
capacidad. Adicionalmente, no existe mantenimiento del desecante
como existe en el secador de desecante convencional, eliminando con
ello el tiempo de producción perdido que se requiere con un secador
de desecante convencional. Además, a medida que el material
desecante se deteriora, la calidad del material granular plástico
que es secado se resiente. Sin embargo, con el secador de la
invención en cualquiera de sus formas de realización, puesto que no
hay material desecante implicado, no existe riesgo de
deterioramiento de la calidad del producto a causa del material
desecante. El rendimiento del secador según la invención permanece
constante y no se deteriora con el tiempo.
Los secadores según los aspectos del aparato de
la invención acortan el tiempo de secado con respecto a los
secadores de desecante, evitando con ello una exposición prolongada
del material de resina granular al calor. Esto ayuda a mantener las
propiedades físicas deseadas del material de resina.
Los secadores según los aspectos del aparato de
la invención reducen los costes de trabajo debido a que el tiempo de
limpieza destinado a las tolvas para un cambio de color o material
es mínimo. Típicamente, un secador según los aspectos del aparato de
la invención requerirá menos de 10 minutos de tiempo total para la
limpieza, mientras que la limpieza de un secador de desecante
convencional puede durar hasta una hora.
Algunos materiales no pueden secarse dos veces de
forma eficaz. En el caso en que se haga necesario detener un secador
según el aparato preferente de la invención, los recipientes
metálicos deben obturarse, eliminando con ello la necesidad de secar
el material en el recipiente metálico una segunda vez. Éste no es el
caso con los secadores de desecante típicos.
Los secadores de desecante requieren típicamente
tolvas de alimentación de material que estén al menos medio llenas
para una correcta circulación del aire. Por lo tanto, si el uso de
material es lento para una operación particular de moldeo o
extrusión, la exposición prolongada al calor en un secador de
desecante convencional puede degradar el material de moldeo de
resina plástica. No existe tal exigencia para que un recipiente
metálico lleno destinado al secador según el aspecto preferente del
aparato de la invención funcione correctamente.
Los datos de ensayo revelan que los costes de
servicio según el aspecto preferente del aparato de la invención son
la mitad más bajos que los de un secador de desecante que tiene la
misma capacidad. En muchos casos, los costes de servicio se reducen
en hasta 80% con respecto a los de un secador de desecante que tiene
la misma capacidad. Adicionalmente, el tiempo para iniciar el
trabajo que usa tal secador según el aspecto preferente del aparato
de la invención está por debajo de una hora, mientras que los
secadores de desecante típicos precisan de cuatro horas o más para
iniciar el trabajo.
El uso del secador según el aspecto preferente
del aparato de la invención, como se ilustra en las Figuras 1, 2, 3,
4, etc. permite reducir a cero el tiempo de reajuste si el operador
lo planifica con una hora de antelación. Los cambios de color en el
material pueden realizarse "al vuelo" sin pérdida alguna de
tiempo, simplemente cambiando el material en un recipiente metálico
dado. Cuando el secador según el aspecto preferente del aparato de
la invención funciona sobre un ciclo de 20 minutos, el inventario no
usado de material mezclado representa como mucho 40 minutos del
tiempo del secador, y no cuatro horas como es el caso con un secador
de desecante convencional.
El secador según los aspectos del aparato y del
procedimiento de la invención reduce al mínimo la necesidad de
exponer el material que va a secarse a un calor elevado durante
periodos prolongados, eliminando o reduciendo al mínimo
drásticamente la pérdida de propiedades físicas que experimentan
algunos materiales cuando son expuestos al calor elevado durante
periodos prolongados.
El secador según el aspecto del aparato y del
procedimiento de la invención permite el secado de plásticos a
temperaturas inferiores a las conocidas hasta entonces; el PET ha
tenido que secarse hasta entonces a aproximadamente 180ºC (350ºF),
pero con el secador según la invención, el PET puede secarse a 120ºC
(245ºF).
Cualquiera de los secadores según la invención no
precisa de agua de refrigeración.
La temperatura inferior a la que funciona el
secador según la invención permite la adición de concentrados de
color a materiales de resina antes del secado en lugar de
después.
Otro problema abordado por los secadores según la
invención es la separación de materiales previamente mezclados
durante periodos de estancia prolongados en tolvas de grandes
dimensiones. Los recipientes metálicos del secador según el aspecto
preferente del aparato de la invención son típicamente de un volumen
inferior al de los secadores de desecante convencionales y se llenan
y vacían en lotes distintos y completos, eliminando con ello el
problema de la separación de materiales.
Los secadores de la invención no requieren y no
usan medidor de punto de rocío o control de punto de rocío, estando
ambos sometidos a problemas de fiabilidad, pero son necesarios con
los secadores de desecante.
Un secador según los aspectos preferentes del
aparato de la invención funciona preferentemente usando un
suministro de aire desde 75 a 80 psi. Este aire, que procede
típicamente del suministro del aire en la instalación en la que se
usa el secador, sirve para generar el vacío necesario así como para
poner en marcha todos los cilindros de aire del secador de baja
presión. Para conservar el uso del aire de la instalación, es
deseable que el generador de vacío de venturi del secador de la
invención experimente un ciclo de encendido y apagado durante el
funcionamiento para mantener un vacío mínimo de 63,50 cm (25
pulgadas). Una bomba de vacío puede sustituir al generador de vacío
de venturi.
El controlador del microprocesador del secador
incluye preferentemente interruptores de accionamiento con el pulgar
de estructura funcionalmente equivalente a los que se usan para
ajustar la temperatura a la que debe calentarse la resina u otro
material granular antes del secado. Otro interruptor de
accionamiento con el pulgar o estructura funcionalmente equivalente
se usa preferentemente para ajustar el tiempo mínimo aceptable como
el tiempo para un ciclo de calentamiento y un ciclo de secado.
Típicamente, el tiempo del ciclo para los acrílicos,
alquilbencenosulfonatos y policarbonatos es 20 minutos, mientras que
el tiempo del ciclo para el PET es 40 minutos. Un tercer interruptor
de accionamiento con el pulgar o estructura funcionalmente
equivalente se usa para ajustar el tiempo de carga, que controla el
tiempo para llenar un recipiente metálico en la posición de carga y
calentamiento.
Durante el funcionamiento, los preferentemente,
pero no esencialmente para llevar a la práctica la invención, tres
recipientes metálicos 12 de material preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, idénticos o
estructuras equivalentes preferentemente, pero no esencialmente para
llevar a la práctica la invención, giran a través de las
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, tres estaciones, a saber la posición de carga y
calentamiento 100, la posición de secado en vacío 102 y la posición
de inventario y distribución 104. Una vez que existe material en una
tolva de suministro (o estructura funcionalmente equivalente) por
encima de la posición de carga y calentamiento 100, un operador
puede pulsar un botón sobre el controlador del microprocesador (o
unidad funcionalmente equivalente) para iniciar la secuencia de
trabajo. Los recipientes metálicos 12 se posicionan entonces en una
posición de inicio en base a la posición en el momento en que se
bloqueó y apagó el secador por ultima vez, y el brazo 124 de
enclavamiento de la cinta transportadora (o estructura
funcionalmente equivalente) se mueve en posición para acoplar una
sección de vértice 125 de la leva de enclavamiento 126 (o estructura
funcionalmente equivalente). Cuando el brazo de enclavamiento 124 (o
estructura funcionalmente equivalente) es una sección de vértice
125, un microinterruptor 128 (o estructura funcionalmente
equivalente) es accionado por una leva excéntrica 130 (o estructura
funcionalmente equivalente) y señaliza al microprocesador que la
operación de enclavamiento se ha producido. El funcionamiento
ulterior del secador 10 está condicionado por el microprocesador,
que verifica la existencia de tal acoplamiento de enclavamiento del
brazo de enclavamiento 124 o estructura funcionalmente equivalente
en la posición de vértice 125 de la leva de enclavamiento 126.
Tras haberse confirmado el enclavamiento, el
microprocesador acciona la combinación
pistón-cilindro 106 o estructura funcionalmente
equivalente, elevando la placa 86 de sellado del fondo de la
posición de calentamiento o estructura funcionalmente equivalente en
posición contra el fondo de un recipiente metálico 12, ubicado en la
posición de calentamiento y carga 100. Después, el microprocesador
comprueba el detector 153 en la placa 86 de sellado del fondo de
posición de calentamiento para verificar la presencia de un
recipiente metálico 12 en la posición de calentamiento y carga
100.
Al verificar el microprocesador la presencia de
un recipiente metálico en la posición de calentamiento y carga 100,
el microprocesador acciona la combinación
pistón-cilindro 110 para abrir la válvula 108 de
admisión de material, estando ambos ilustrados en la Figura 11, con
lo que puede circular material granular destinado al secado hacia
abajo al interior de un recipiente metálico 12 ubicado en la
posición de carga y calentamiento 100. Es deseable que una tolva o
estructura funcionalmente equivalente, ajustándose encima del
secador 10 y soportada por un armazón rectangular 118 o estructura
funcionalmente equivalente, mantenga el material de resina granular
o en forma de polvo que va a secarse y sea de un volumen ligeramente
inferior al de un recipiente metálico 12. Por lo tanto, la capacidad
completa de tal tolva de carga que descansa encima del armazón
rectangular 118 puede cargarse dentro de un recipiente metálico 12
sin miedo de desbordamiento.
El microprocesador prosigue accionando las
combinaciones pistón-cilindro 44, 46, desplazando
con ello las placas 40, 42 de sellado de la parte superior y del
fondo del recipiente metálico a una posición de vacío 102, en
posición contra la parte superior y el fondo de un recipiente
metálico 12 ubicado en la posición de secado en vacío 102.
El microprocesador prosigue entonces accionando
la combinación pistón-cilindro 170 o estructura
funcionalmente equivalente cuyo material está sobre la posición de
gestión de inventario 104. El accionamiento de la combinación
pistón-cilindro 170 cierra una tapa 172 de
recipiente metálico contra la parte superior de un recipiente
metálico 12 ubicado en la posición de gestión de inventario de
material 104, y desplaza axialmente un árbol 400 de vástago de
válvula (o estructura funcionalmente equivalente) en el recipiente
metálico 12 que está ubicado en la posición de gestión de inventario
de material 104. Al mismo tiempo, el microprocesador acciona la
combinación pistón-cilindro 198, elevando con ello
la viga pivotante 196 y levantando en posición la caja 182 de
remoción de material en vacío.
El microprocesador energiza entonces el generador
de vacío venturi 48 o la bomba de vacío, si se usa en lugar del
generador venturi, y, si no se alcanza un vacío adecuado en 90
segundos, el microprocesador activa una alarma. Suponiendo que la
alarma no se accione, el microprocesador acciona el ventilador 76 y
enciende el calentador 82 poco después. El microprocesador comprueba
el incremento de temperatura; si no se detecta un incremento de
temperatura en el aire suministrado por el ventilador 76 a un
recipiente metálico 12 en la posición de carga y calentamiento de
material 100 en 60 segundos, el microprocesador apaga el calentador
82, detiene el funcionamiento del secador y hace sonar una
alarma.
Cuando el microprocesador abre una válvula 108,
el recipiente metálico ubicado en la posición de carga y
calentamiento 100 empieza a llenarse con material para secar. El
aire caliente entra en el fondo del recipiente metálico 12 para
calentar el material granular a medida que el recipiente metálico 12
se llena de material. Típicamente, el procedimiento de calentamiento
continúa durante veinte (20) minutos, asumiendo que éste es el
tiempo que ha ajustado el operador y ha introducido en el
microprocesador. El ventilador 66 y el calentador 82 están
dimensionados de forma complementaria para calentar un único
recipiente metálico 12 de material en veinte (20) minutos. Algunas
veces, el material cerca de la parte superior del recipiente
metálico 12 puede no alcanzar la temperatura completa de
calentamiento en veinte (20) minutos, pero esto puede ser aceptable
ya que puede que no se requiera generalmente un calentamiento
completo para un secado completo. Después de veinte (20) minutos, el
ciclo de calentamiento termina, el brazo de enclavamiento 124 de
cinta transportadora se retrae desde una posición de vértice 173 de
la leva enclavable 174 por accionamiento de la combinación
pistón-cilindro 176, liberando con ello la cinta
transportadora 21 del movimiento giratorio, y una apropiada de la
primera, la segunda y la tercera combinación
pistón-cilindro 34, 36, 38 se acciona con ello para
posicionar los recipientes metálicos 12 llevados por la cinta
transportadora 21 a la siguiente posición.
El recipiente metálico 12 que lleva el material
que se ha calentado en la posición 100 se mueve a la posición de
secado en vacío 102. En esta posición, veinte (20) minutos de
aplicación de vacío son suficientes para secar la carga completa de
material calentado en el recipiente metálico 12. Típicamente, los
niveles de vacío de 63,50 cm (veinticinco (25) pulgadas) de mercurio
son adecuados para el secado; en casos extremos, puede usarse un
vacío de 73,66 cm (veintinueve (29) pulgadas) para el secado; es
deseable que el secado en vacío sea interrumpido periódicamente y/o
finalizado forzando aire caliente de purgación a través del
recipiente metálico 12 y a través de la línea de purga 62, mientras
que está en la posición de secado en vacío 102, que limpia el aire
húmedo del recipiente metálico 12 que tiene el material granular
secándose en su interior.
Es deseable que el temporizador del
microprocesador sólo aumente y cuente tiempo cuando la temperatura
del aire calentado esté dentro de los veinte grados (20º) de la
temperatura de destino y que el vacío sea al menos 63,50 cm
(veinticinco (25) pulgadas) de mercurio. Como resultado, el primer
minuto más o menos de cada ciclo de secado y calentamiento no cuenta
para el tiempo del ciclo.
Después de veinte (20) minutos de secado, los
recipientes metálicos 12 se mueven preferentemente, pero no
esencialmente para llevar a la práctica la invención, de nuevo, de
modo que uno de los recipientes metálicos 12 que tienen ahora
material seco en su interior se desplaza hasta la posición de
gestión de inventario de material y distribución 104. Como
resultado, existe un suministro de material de resina granular
adecuadamente seco para uso por una prensa de moldear de tratamiento
o una máquina extrusora.
A partir de este punto, se produce
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, el posicionamiento de recipientes metálicos sólo cuando
un detector de nivel en la posición de inventario indica que el
recipiente metálico 12 en esta ubicación está vacío.
La figura 20 representa esquemáticamente una
segunda forma de realización de un secador de vacío que realiza
aspectos de la invención en el que el secador de vacío se designa
generalmente como 200. Un contenedor 202 de suministro de material o
estructura equivalente está previsto como se indica esquemáticamente
en la parte superior de la Figura 20; no es necesario que el
contenedor 202 de suministro de material forme parte del secador de
vacío 200.
Una línea 224 de alimentación de material
preferentemente, pero no esencialmente para llevar a la práctica la
invención, tubular o estructura equivalente lleva fuera una
alimentación de material 202, preferentemente hacia abajo, y se
conecta con una válvula de control de flujo de material o estructura
equivalente, representada como 204 en la Figura 20.
La válvula 204 de control de flujo de material
proporciona material a cualquiera de las dos líneas de alimentación
de material 226, 226A o estructura equivalente que conduce a las
respectivas de la primera y la segunda cámara 210, 212 de
tratamiento de material o estructura equivalente, de las que ambas
están ilustradas en la Figura 20 como cámaras de tratamiento
cilíndricas orientadas verticalmente. También pueden usarse otras
configuraciones y formas geométricas.
La primera y la segunda cámara 210, 212 de
tratamiento de material están equipadas con medios para calentar
material granular, tal como resina plástica entregados al interior
de las mismas a través de las líneas 226, 226A de alimentación de
material. Los medios de calentamiento pueden ser uno o más
calentadores de resistencia eléctrica como está ilustrado
esquemáticamente y designado como 214, 216 en la primera y la
segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material. Como variante,
preferentemente se ventila aire caliente a través de la primera y la
segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material para efectuar el
calentamiento del material contenido en el interior de las mismas,
del mismo modo ilustrado y descrito anteriormente en general con
respecto a la forma de realización preferente.
El secador de vacío 200 incluye además una bomba
de vacío o estructura equivalente designada generalmente como 208.
La bomba de vacío 208 extrae vacío dentro de una seleccionada de la
primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material, de
acuerdo con la posición de la válvula 206 de control de vacío o
estructura equivalente que está conectada para extraer vacío creado
por la bomba de vacío 208 de una seleccionada de la primera y la
segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material. Las líneas de
vacío 228, 228A o estructura equivalente conectan la primera y la
segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material a la bomba de
vacío 208. Una línea de vacío 230 adicional o estructura equivalente
conecta la válvula de control 206 a la bomba de vacío 208.
Preferentemente, partiendo de los fondos de la
primera y la segunda cámara 210, 212 de tratamiento de material está
un par de líneas de descarga 232, 232A o estructura equivalente, que
a su vez conecta con la primera y la segunda válvula 218, 220 de
control de flujo de material secado, respectivamente. La primera y
la segunda válvula 218, 220 de control de flujo de material secado o
estructura equivalente controlan el flujo descendente de material
secado de resina granular o en forma de polvo procedente de las
cámaras de tratamiento 210, 212 respectivas al interior de un
depósito 222 en el que se retiene el material granular hasta que sea
necesario en el proceso de fabricación. La línea 234 lleva material
liberado por la válvula 218 ó 220 al interior del depósito 222. La
línea 236 de alimentación de material lleva material secado según se
necesite desde el depósito 222 hasta una máquina de tratamiento
destinada a la fabricación, en la que la máquina de tratamiento es,
de forma deseable, bien una prensa de moldear, o bien una
extrusora.
Durante el funcionamiento del secador de vacío
200, el material granular húmedo que requiere el secado es
alimentado inicialmente a través de la válvula 204, bajo la
influencia de la gravedad, a la primera cámara 210 de tratamiento de
material. Mientras está en la cámara de tratamiento 210, el material
de resina granular se calienta, preferentemente mediante flujo de
aire caliente a través del mismo, hasta que el material alcance una
temperatura a la que el vacío es altamente efectivo para extraer la
humedad del material por evaporación.
Una vez que cesa la aplicación de calor, la
primera cámara de tratamiento de material se sella entonces
preferentemente, de modo que pueda extraerse el vacío en su interior
y se acciona la bomba de vacío 208 o estructura equivalente,
conectando la válvula 206 o estructura equivalente la bomba de vacío
208 a la primera cámara 210 de tratamiento de material. El vacío se
extrae preferentemente durante un tiempo suficiente para eliminar
por evaporación la cantidad requerida de humedad del material de
resina granular en el interior de la primera cámara 210 de
tratamiento de material.
Mientras que se extrae el vacío y se evapora la
humedad del material en la cámara de tratamiento 210, la segunda
cámara 212 de tratamiento de material ha sido preferentemente
llenada de material, y el material de resina granular en el interior
de la cámara 212 se calienta a la temperatura requerida para la
evaporación por secado de la humedad del mismo.
Una vez completada la operación de evaporación
por secado con respecto al material en la cámara 210, y completado
el calentamiento con respecto al material en la cámara 212, debido a
que este material ha alcanzado la temperatura requerida para la
evaporación por secado de la humedad del mismo, la posición de la
válvula 206 debe conmutarse de modo que la bomba de vacío 208
extraiga un vacío en el interior de la cámara 212 a través de los
conductos 228A y 230. Durante este tiempo, el material secado en el
interior de la cámara 210 debe evacuarse a través de las líneas 232
y 234 abriendo la válvula 218, de modo que el material pueda
circular hacia abajo al interior del depósito 222 y pueda
almacenarse en el mismo, hasta que sea necesario para el tratamiento
por la máquina de tratamiento, a la que puede llevarse entonces este
material por la línea 236. Una vez que la primera cámara 210 de
tratamiento de material está vacía, la cámara 210 puede llenarse de
nuevo usando material procedente del suministro 202 mediante
posicionamiento adecuado de la válvula 204, con lo que el material
puede circular desde el suministro 202 a través de los conductos
224, 226 al interior de la cámara 210, y repetirse el proceso.
Debido a que la evaporación de la humedad en
vacío es sensible a la temperatura y aumenta su coeficiente de forma
importante con el aumento de la temperatura, poco se gana tratando
de aplicar vacío al material granular húmedo antes de que el
material se haya elevado a la temperatura apropiada. Como resultado,
un sistema de "doble" secador, a saber uno que tiene dos
cámaras de tratamiento de material en las que puede calentarse un
lote de material, mientras que a un segundo lote de material (que ya
se ha calentado a la temperatura deseada) se le extrae el vacío y se
elimina la humedad del mismo por evaporación, es probablemente un
sistema más eficaz, en términos de cantidad de material secado
entregado por unidad de tiempo, que un sistema en el que se extrae
vacío del material a medida que se calienta el material.
El secador de vacío 200 ilustrado en la Figura 20
está representado esquemáticamente. La primera y la segunda cámara
210, 212 de tratamiento de material están equipadas de forma
deseable con tubos flexibles de admisión y descarga de aire
calentado y con tubos flexibles de admisión y descarga de vacío, y
medios de sellado al vacío del tipo descrito anteriormente con
respecto a la forma de realización referente de la invención.
La válvula 204 funciona como un colector, estando
preferentemente conectada a la primera y la segunda cámara 210, 212
de tratamiento, y aporta, preferentemente de forma seleccionable,
material para secar a una de la primera y la segunda cámara de
tratamiento. Se desea que la válvula 204 actúe como un colector para
proveer material a una seleccionada de la primera y la segunda
cámara 210, 212 de la que se ha evacuado más recientemente material
secado. Además, se desea que la primera y la segunda cámara 210, 212
de tratamiento tenga medios separados para calentar material en cada
una de o asociados a estas dos cámaras.
El aparato ilustrado en la Figura 20 puede
modificarse para usar sólo una única cámara de tratamiento de
material, bien 210, o bien 212. Mientras que esta disposición puede
ser menos costosa, también es menos eficaz en la medida en que no
puede secarse eficazmente material granular destinado a secarse bajo
vacío hasta que se haya completado el calentamiento, como se ha
indicado anteriormente.
Una tercera forma de realización de un secador de
vacío que pone de manifiesto aspectos de la invención está ilustrada
esquemáticamente en la Figura 21, estando el secador de vacío
designado generalmente como 300 e incluyendo una cámara de
tratamiento de material designada generalmente como 302.
Un contenedor de suministro de material o
estructura equivalente está designado generalmente como 304 y sirve
como receptáculo de almacenamiento destinado al material granular o
en forma de polvo que requiere secado; no es necesario que el
contenedor 304 de suministro de material forme parte del secador
300.
La cámara 302 de tratamiento de material o
estructura equivalente está preferentemente equipada con una tapa
preferentemente de sellado designada generalmente como 306 y
posicionada para cerrar un extremo de admisión 326 de la cámara de
tratamiento 302 o estructura equivalente. La tapa de sellado 306 es
desplazada preferentemente por un cilindro 308 de accionamiento
preferentemente neumático, conectado a la tapa de sellado 306 por un
brazo pivotante 310 apropiado. Con el accionamiento del cilindro
308, la tapa de sellado 306 se desplaza en posición para sellar el
extremo de admisión 326 de la cámara de tratamiento 302.
El material de resina granular o en forma de
polvo que requiere secarse es transportado, preferentemente por
gravedad, desde el suministro de material 304 o estructura
equivalente hasta el extremo de admisión 326 de la cámara de
tratamiento 302 o estructura equivalente a través del tubo 328 de
transporte de material.
La cámara 302 de tratamiento de material está
dividida preferentemente en dos zonas, una zona de calentamiento o
estructura equivalente, designada generalmente como 312, y una zona
de secado en vacío o estructura equivalente, designada generalmente
como 314. Las zonas 312, 314 están separadas preferentemente por una
trampilla de sellado o estructura equivalente que está designada
como 318, y denominada primera trampilla de sellado en el interior
de la cámara 302 preferentemente, pero no esencialmente para llevar
a la práctica la invención, cilíndrica de tratamiento de material.
La zona de calentamiento 312 está adaptada preferentemente para
calentar material granular o en forma de polvo contenido en la
misma. Un calentador de resistencia eléctrica se ha designado como
316 y está mostrado esquemáticamente como parte de la zona de
calentamiento 312 para indicar la función de calentamiento; el
calentamiento también puede ser y es preferentemente proporcionado
por aire caliente de la forma descrita generalmente anteriormente
con respecto a la forma de realización preferente del secador de
vacío.
Una bomba de vacío 322 o estructura equivalente
está preferentemente conectada a la zona de secado en vacío 314 de
la cámara de tratamiento 302.
El extremo inferior o de salida de la zona de
secado en vacío 314 está preferentemente unido por y definido por
una segunda trampilla de sellado o estructura equivalente
generalmente designada como 320 en los dibujos. La segunda trampilla
de sellado 320 conduce preferentemente hasta un conducto 332 de
descarga de material secado, que proporciona material granular o en
forma de polvo secado a un depósito 324, desde el que puede
suministrar ese material a una máquina de moldear o extrusora, según
se desee, preferentemente a través de un conducto de salida 334.
Durante la operación de la forma de realización
del aparato secador ilustrado en la Figura 21, se hace avanzar
preferentemente una primera porción de material granular o en forma
de polvo desde un suministro en el contenedor 304 de suministro de
material, preferentemente a través del tubo 328 de transporte de
entrada de material al interior de la zona de calentamiento 312 de
la cámara 302 de tratamiento de material. Una vez en el interior de
la zona de calentamiento 312, esta primera porción de material se
calienta, preferentemente forzando o lanzando aire caliente a través
del material. La temperatura del material se regula preferentemente
sustancialmente de la misma forma que se ha descrito anteriormente,
a saber comparando la temperatura del aire entrante en el material y
la temperatura del aire saliente del material, y, cuando estas
temperaturas del aire son iguales, se sabe que el material se ha
calentado sustancialmente a la temperatura requerida.
Una vez que se sabe que la primera porción de
material calentado está sustancialmente a la temperatura requerida,
se hace avanzar esta primera porción de material preferentemente
desde la zona de calentamiento 312 a preferentemente la zona de
secado en vacío 314, preferentemente abriendo la trampilla de
sellado 318 o estructura equivalente, separando la zona de
calentamiento 312 de la zona de vacío 314, y permitiendo que el
material calentado caiga, debido a la gravedad, desde la zona de
calentamiento 312 al interior de la zona de secado en vacío 314.
Una vez que la primera porción de material
calentado ha sido evacuada de la zona de calentamiento 312 al
interior de la zona de secado en vacío 314, preferentemente puede
hacerse avanzar una segunda porción de material secado desde el
suministro 304 a través del tubo 328 al interior de la zona de
calentamiento 312, con lo que puede comenzar el calentamiento de
este lote de material.
Para la primera porción de material que está
ahora en la zona de secado en vacío 314, se extrae preferentemente
un vacío sobre esta primera porción de material para secar la
primera porción de material, mientras que una segunda porción de
material, que preferentemente está ahora en la zona de calentamiento
312, se seca preferentemente.
Una vez que se ha completado sustancialmente el
secado de la primera porción de material en la zona de secado en
vacío 314, la segunda trampilla de sellado 320 o estructura
equivalente puede abrirse preferentemente, y puede hacerse avanzar
preferentemente la primera porción de material, que ahora está
secada al nivel requerido, hacia abajo, preferentemente debido a la
fuerza de la gravedad, a través del conducto 332 de descarga de
material secado o estructura equivalente, al interior del depósito
324 o estructura equivalente, en el que se almacena preferentemente
el material granular secado hasta que sea necesario para la máquina
de tratamiento.
Estas etapas de avance de porciones de material
granular desde el suministro al interior de la zona de
calentamiento, calentamiento de material en la zona de calentamiento
mientras que la siguiente porción precedente de material se seca en
la zona de secado en vacío, y posterior avance de las dos porciones
de material sucesivamente desde la zona de secado al interior del
depósito y desde la zona de calentamiento al interior de la zona de
secado, pueden repetirse preferentemente hasta un momento tal que la
máquina de tratamiento, a la que está conectada o conduce el
conducto 334, no necesite material secado adicional.
La práctica convencional en la industria es la de
secar, luego mezclar y después tratar material de resina granular
usando un secador de desecante, luego un mezclador gravimétrico, y
después una máquina de moldear. El secador de la invención facilita
la inversión de este procedimiento, a saber permitiendo que el
secado se lleve a cabo después de la medición y el mezclado, como
está ilustrado en la Figura 25. Esto es ventajoso debido a los
problemas asociados a los secadores de desecante, cuando se usan
después de la etapa de mezclado, incluyendo la separación de la
mezcla resultante en una gran cantidad de material de resina estando
ya previamente mezclada que podría no ser utilizable en el caso de
tal separación. Esta es la razón por la que se usan
convencionalmente secadores de desecante antes de los mezcladores
gravimétricos en la industria del moldeado de plástico. Puesto que
la invención facilita el secado de material granular después de la
medición y la mezcla de tal material, la invención elimina el riesgo
implicado en el almacenamiento de material previamente mezclado, a
saber la separación de la mezcla que puede volver inutilizable al
material. Con el secador de la invención, la remoción de humedad es
del orden de 2/10 de 1% del peso del material, así que no existe
efecto adverso sobre la mezcla y las proporciones de la mezcla que
se han efectuado mediante un mezclador gravimétrico posicionado
aguas arriba de un secador según la invención.
Un secador según los aspectos preferentes del
aparato de la invención manifiesta uniformemente y sistemáticamente
una reducción de seis veces el tiempo de secado sobre el que se
experimenta usando secadores convencionales de desecante cuando se
seca material de resina plástica granular antes del moldeo o la
extrusión. Tales secadores convencionales de desecante dependen
enteramente de la ventilación de aire caliente sobre el material
plástico y de haber extraído aire caliente secado y absorber la
humedad del material plástico de interés.
En los secadores según los aspectos preferentes
del aparato de la invención, el vacío extraído durante el proceso de
secado es típicamente del orden de desde 2,54 cm (una pulgada) hasta
7,62 cm (tres pulgadas) de mercurio que no llega al vacío absoluto.
Por lo tanto, en condiciones estándar, un secador según la invención
desarrolla un vacío de desde 68,58 cm (27 pulgadas) hasta 73,66 cm
(29 pulgadas) de mercurio en el recipiente metálico de secado en
vacío.
Preferentemente, tal secador según la invención
suministra aire caliente al material de resina granular en la
posición de carga y calentamiento 100 a una temperatura que se eleva
a 126,66ºC (260ºF) o incluso hasta 148,88ºC (300ºF).
En una aplicación típica en la que una máquina de
moldear puede requerir 45,36 kilos (100 libras) por hora de resina
plástica tratada, secada, lista para moldear, tal secador según la
invención puede suministrar lo mismo usando un recipiente metálico
con capacidad de 15,87 kilos (35 libras), ya que tales recipientes
metálicos experimentan un ciclo en 20 minutos en cada una de las
tres posiciones. En consecuencia, durante cada hora, pueden
suministrarse desde el secador 47,62 kilos (105 libras), listos para
ser tratados por la máquina de moldear.
Para una máquina de moldear que funciona con un
secador convencional de desecante que suministra el material de
resina granular a los mismos 45,36 kilos (100 libras) de capacidad
de tratamiento de material por hora, se requeriría un secador de
desecante que tenga una capacidad de 181,44 kilos (400 libras) con
el fin de proporcionar los 45,36 kilos (100 libras) por hora de
material, debido al tiempo de secado con el desecante de cuatro
horas. Como resultado, un secador según la invención tal y como
descrito anteriormente proporciona recipientes metálicos 12 que son
más pequeños, más manejables, ocupan menos espacio y proporcionan
generalmente un funcionamiento más eficaz para un moldeador que un
secador convencional de desecante.
Un proceso del secador de desecante que requiere
45,36 kilos (100 libras) de capacidad de tratamiento de material por
hora requiere un tiempo de espera de cuatro horas, ya que tal
secador de desecante requiere típicamente cuatro horas para
proporcionar el primer lote de material con una sequedad aceptable.
Por el contrario, un secador según el aspecto preferente del aparato
de la invención sólo necesita 40 minutos para proporcionar el primer
lote de material con una sequedad aceptable para iniciar la
operación de moldeado. Una ventaja adicional aportada por tal
secador en el aspecto preferente del aparato de la invención se
desprende del uso de tres recipientes metálicos separados en las
posiciones de calentamiento, secado en vacío y gestión de inventario
de material 100, 102, 104. Esto significa que puede introducirse un
nuevo color en el procedimiento de secado mientras que el lote final
de material de resina plástica con el color precedente se seca y se
entrega. Por lo tanto, no existe interrupción del funcionamiento del
secador para cambiar colores del material de resina granular que se
está secando. Por el contrario, un secador convencional de desecante
requeriría cuatro horas de tiempo de inactividad para cambiar el
color de la resina plástica granular que se está secando.
Tal secador según la invención hace económico el
reciclado de restos de nailon que hasta entonces no ha sido práctico
debido al tiempo de secado requerido para tales restos. Cuando el
nailon se trata de forma convencional dando como resultado nailon de
desecho como subproducto del proceso, en algunos casos se puede
tardar tres días, usando procedimientos y equipo conocidos, para
secar el nailon de desecho en una medida suficiente para que el
nailon pueda ser remolido y tratado de nuevo. Se ha demostrado que
un secador según los aspectos preferentes del aparato de la
invención trata de forma adecuada el reciclado de nailon en seis
horas, ascendiendo al 92% la reducción del tiempo de secado sobre
aquellos conocidos hasta entonces. Por lo tanto, un secador según la
invención proporciona un suministro continuo de nailon secado que
puede tratarse de nuevo por reciclado, que hasta entonces no ha sido
práctico debido a la afinidad del nailon por la humedad y la
extensión del tiempo que ha ocupado secar reciclado de nailon a un
grado suficiente para hacerlo apto para el tratamiento en un modo de
reciclado.
Otra ventaja importante de la invención es que el
material de resina plástica secado se expone al calor durante un
tiempo mucho más corto que con los procedimientos conocidos,
reduciendo con ello el riesgo de degradación del plástico debido a
la exposición al calor. Muchos materiales para moldear,
especialmente materiales para moldear más costosos, son altamente
sensibles a la exposición al calor. Estos materiales, denominados
comúnmente materiales "de ingeniería", incluyen el nailon, el
PET y varios policarbonatos.
Claims (11)
1. Un secador de vacío para material granular o
en forma de polvo que incluye:
a. al menos un recipiente metálico móvil en serie
entre al menos posiciones de calentamiento de material y de secado
en vacío;
b. medios destinados a desplazar dicho recipiente
metálico entre al menos dichas posiciones de calentamiento y de
secado en vacío;
c. un montaje para conectar un recipiente
metálico en la posición de secado en vacío a una fuente de vacío; y
caracterizado por:
d. un colector destinado a dirigir aire de forma
seleccionable bien a un recipiente metálico en dicha posición de
calentamiento, o bien a una sección de dispositivo de entrega de
dicho secador para el transporte neumático de material granular
secado desde dicho secador hasta un receptáculo para moldeo o
extru-
sión.
sión.
2. El secador según la reivindicación 1, en el
que dicho dispositivo de entrega recibe material granular secado a
través de un flujo descendente desde un recipiente metálico.
3. El secador según la reivindicación 2, en el
que dicho recipiente metálico que aporta dicho material granular a
dicho servicio de entrega se retira de dichas posiciones de
calentamiento de material y de secado en vacío.
4. El secador según la reivindicación 1, en el
que dichos recipientes metálicos son móviles en serie y
secuencialmente entre dichas posiciones de calentamiento y de secado
en vacío y una tercera posición de gestión de material.
5. El secador según la reivindicación 4, en el
que dichos recipientes metálicos se vacían de material en dicha
tercera posición.
6. El secador según la reivindicación 4, en el
que dichos recipientes metálicos se drenan de material en dicha
tercera posición.
7. El secador según la reivindicación 4, en el
que dichos recipientes metálicos se cargan con material en dicha
tercera posición.
8. El secador según la reivindicación 6, en el
que dichos recipientes metálicos se cargan con material en dicha
tercera posición.
9. El secador según la reivindicación 1, en el
que dichos recipientes metálicos son cilíndricos.
10. El secador según la reivindicación 9, en el
que dichos recipientes metálicos están orientados con sus ejes
verticales.
11. El secador según la reivindicación 10, en el
que dichos recipientes metálicos se desplazan en torno a un eje
vertical común.
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