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ES2424568B2 - Carro alimentador para máquina compresora y uso del mismo - Google Patents

Carro alimentador para máquina compresora y uso del mismo Download PDF

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ES2424568B2
ES2424568B2 ES201300551A ES201300551A ES2424568B2 ES 2424568 B2 ES2424568 B2 ES 2424568B2 ES 201300551 A ES201300551 A ES 201300551A ES 201300551 A ES201300551 A ES 201300551A ES 2424568 B2 ES2424568 B2 ES 2424568B2
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feeder
geometry
front plate
carriage
car
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Fernando ALBA ELÍAS
Laura MARTÍNEZ MARTÍNEZ
Ana GONZÁLEZ MARCOS
Joaquin Ordieres Mere
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Universidad Politecnica de Madrid
Original Assignee
Universidad Politecnica de Madrid
Universidad de La Rioja
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Abstract

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

Description

.c:1RRO ALIMENTADOR PARA MÁQUINA COMPRESORA Y USO DEL MISMO
Campo de la invención
La presente invención se refiere de manera general al campo de las máquinas compresoras, y más concretamente a un carro alimentador para máquinas compresoras.
Antecedentes de la invención
Las máquinas compresoras se usan ampliamente en diversos campos de la técnica, tales como por ejemplo en farmacia, en la preparación de vitaminas, piezas mecánicas compactadas, microelectrónica, etc. Las máquinas compresoras se emplean junto con un carro alimentador, que proporciona el malerial particulado de partida a una matriz de la máquina compresora, en la que se comprime dicho material particulado para producir el articulo comprimido final.
Se conocen dos tipos principales de máquinas compresoras: las máquinas excéntricas y las rotatorias. Las máquinas excéntricas presentan una única matriz, dotada de una o más cámaras de compresión e insertada en una pieza denominada platina. En este tipo de máquinas, la matriz permanece fija y el carro alimentador se desplaza con un movimiento que permite llenar la matriz con material particulado, enrasar la matriz eliminando el material particulado sobrante y expulsar el articulo comprimido final.
Por su parte, las máquinas compresoras rotatorias cuentan con varias matrices y punzones insertados en una platina móvil circular. En este caso, el carro alimentador permanece fijo.
Al usar máquinas compresoras alimentadas mediante un carro o tolva, se produce un fenómeno denominado de segregación, que provoca un llenado no homogéneo de la matriz de la máqUina compresora con material particulado. Evidentemente, este fenómeno se agrava cuando el material particulado está constituido por una mezcla de partículas de diferentes materiales con diferentes propiedades. Este fenómeno de segregación resulta particularmente perjudicial en aplicaciones en las que es importante mantener una proporción especifica de los diversos materiales empleados para la fabricación del articulo comprimido final, tales como en la industria farmacéutica para la preparación de comprimidos.
Además también pueden producirse otras circunstancias perjudiciales
como problemas de compactación derivados de que unas partículas se quedan pegadas a las paredes y otras no, posibilidad de rotura de las pastillas al imprimir sobre ellas numeraciones, logotipos, etc.
Este fenómeno de segregación, que consiste en la agrupación de partículas similares, se produce mediante una combinación de diversos mecanismos:
un mecanismo de condensación que se produce por la diferencia de densidad entre diversas partículas que componen el material particulado: las partículas más pesadas tienden a ubicarse en la parte inferior y las menos pesadas en la parte superior; un mecanismo de convección: se produce en mezclas de partículas de diferentes tamaños, que al someterse a ciertas condiciones de vibración experimentan un movimiento cíclico que hace que se acumulen en regiones localizadas; una segregación por percolación provocada por la entrada de partículas pequeñas en los espacios vaclos generados por partículas más grandes, en la dirección de la aceleración de la gravedad, hasta que la estructura granular tiende a ser localmente de partículas iguales; y una trayectoria de segregación por la que los efectos de fricción reducen las velocidades de las partículas más pequeñas o más angulares en una fina capa de material en movimiento.
Por tanto, la combinación de uno o más de los mecanismos anteriores provoca la segregación o separación de diversas partículas que componen un
material particulado de partida a lo largo de su desplazamiento desde el carro
alimentador hasta la matriz de la máquina compresora. Durante el llenado del carro alimentador puede producirse un primer fenómeno de segregación dado que las partículas caen a distintas velocidades
en función de sus propiedades, y también rebotan de distinta manera unas contra otras y contra las paredes del carro. Por tanto, las propiedades de las particulas (densidad, forma, tamaño, etc.), los coeficientes de fricción (estático y de rodamiento) y de restitución (en los contactos particula-particula y particula-carro). la geometria del carro, etc. afectan a este primer fenómeno de
segregación.
El continuo llenado de la(s) matriz/matrices también provoca un fenómeno de segregación, dado que las partículas se desplazan dentro del
carro a distintas velocidades debido a los factores mencionados anteriormente.
En el caso de las máquinas compresoras excéntricas, en las que el carro alimentador se somete a un desplazamiento continuo tal como se mencionó anteriormente, este desplazamiento del carro provoca una segregación adicional de las partículas presentes en su interior por los factores anteriormente mencionados.
Tal como se mencionó anteriormente, la geometría del carro alimentador influye sobre dichos fenómenos de segregación. Sin embargo, no es posible diseñar un carro alimentador con una geometría óptima universal que reduzca los fenómenos de segregación ya que dicha segregación también depende de otros factores tales como las propiedades y proporciones de las diferentes partículas que componen el material particulado, etc.
El documento US 6764296 da a conocer un método de fluidización del contenido de un carro alimentador con objeto de reducir estos fenómenos de segregación. Los materiales particulados se hacen pasar a través de un fluidizador que está dividido mediante una placa de distribución para formar una primera y una segunda cámara. Los materiales particulados pasan a través de dicha primera cámara que está en comunicación de gases con dicha segunda cámara por medio de la placa de distribución porosa. Se suministra gas a la segunda cámara a una presión suficiente para generar un cojinete de gas entre la placa de distribución porosa y el material particulado. Se permite que el gas migre a través del material particulado, después se evacúa a la atmósfera circundante sin provocar turbulencias sustanciales en el material particulado.
Sin embargo, mediante el método dado a conocer en el documento US 6764296 resulta dificil controlar la homogeneización del material particulado y por tanto no es posible garantizar que los artículos comprimidos finales presenten la uniformidad de peso y composición necesaria.
Por tanto, sigue existiendo en la técnica la necesidad de un carro alimentador que permita reducir los fenómenos de segregación producidos durante la fabricación de artfculos comprimidos, obteniendo así una mejora en la uniformidad de peso y composición de dichos artículos comprimidos.
Sumario de la invención
La presente invención soluciona los problemas de la técnica anterior dando a conocer un carro alimentador para máquina compresora cuya geometría puede variarse en función de las propiedades y proporciones de las partlculas que componen el material particulado de partida, de modo que se
minimizan los fenómenos de segregación producidos dentro de dicho carro alimentador.
Concretamente, según un primer aspecto, la presente invención da a conocer un carro alimentador para máquina compresora, del tipo que presenta un extremo superior de llenado por el que se introduce un material particulado destinado a comprimirse en una matriz de la máquina compresora y un extremo inferior de descarga de dicho material particulado hacia dicha matriz. Al menos parte de los elementos que constituyen el carro alimentador de la presente invención pueden desplazarse unos con respecto a otros, permitiendo así modificar la geometría de al menos uno de dicho extremo inferior de descarga, dicho extremo superior de llenado y una parte intermedia del carro alimentador entre ambos extremos. El término "desplazarse" debe interpretarse de forma amplia, pudiendo referirse dicho término a "modificarse" la posición de los elementos del carro para modificar su geometría, "variar el diámetro" del carro para modificar su geometría o "variar" la sección del carro, entre otros conceptos equ ivalentes.
Segun un segundo aspecto, la presente invención da a conocer un uso de un carro alimentador para máquina compresora según el primer aspecto de la presente invención. El uso según el segundo aspecto de la presente invención comprende las etapas de:
detenninar la geometría de carro óptima para un material particulado
que se desea comprimir;
aplicar dicha geometría de carro óptima al carro alimentador;
llenar el carro alimentador con el material particulado; y
accionar la máquina compresora para fabricar los artículos
comprimidos.
Tal como se describirá a continuación en el presente documento, la determinación de la geometría de carro óptima puede realizarse mediante ensayos empíricos o mediante simulación informática.
Breve descripción de las figuras
la presente invención se entenderá mejor con referencia a las siguientes figuras que ilustran realizaciones preferidas de la invención, proporcionadas a modo de ejemplo, y que no deben interpretarse como limitativas de la invención de ninguna manera.
Las figuras 1A y 18 muestran vistas en perspectiva de un carro alimentador según una primera realización preferida de la presente invención.
Las figuras 2A y 28 muestran vistas en perspectiva de un carro alimentador según una segunda realización preferida de la presente invención. Las figuras 3A y 38 muestran vistas en perspectiva de un carro alimentador según una tercera realización preferida de la presente invención.
5 La figura 4 muestra vistas en sección lateral de un carro alimentador según la primera realización preferida de la invención en cuatro configuraciones de geometría distintas.
La figura 5A muestra vistas en sección lateral de un carro alimentador según la primera realización preferida de la invención en dos configuraciones 10 de geometría distintas.
La figura 58 muestra vistas en sección lateral de un carro alimentador según la segunda realización preferida de la invención en dos configuraciones de geometría distintas.
La figura 5e muestra vistas en sección lateral de un carro alimentador 15 según la tercera realización preferida de la Invención en dos configuraciones de geometría distintas.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas Tal como se usa a lo largo del presente documento y en las
20 reivindicaciones adjuntas, el término "máquinas compresoras" se refiere a las máquinas empleadas en cualquier campo de la técnica para la preparación de articulas comprimidos (comprimidos farmacéuticos, vitaminas, piezas para
microelectrónica, piezas compactadas estructurales, etc,) que pueden
alimentarse con material particulado procedente de un carro alimentador.
25 Tal como se usa a lo largo del presente documento y en las reivindicaciones adjuntas, el término Mmaterial particulado" se refiere a cualquier tipo de material empleado para la preparación de articulas comprimidos mediante máquinas compresoras, independientemente del tamaño y la forma
(cilíndrica, esférica, etc,) del mismo,
30 Haciendo ahora referencia a las figuras 1A y 18, se describe un carro alimentador según una primera realización preferida de la presente invención.
Este carro alimentador está constituido por dos placas laterales (10), dos placas traseras (12A, 128) Y una placa delantera inferior fija (14). Estos
elementos permanecerán fijos e invariables para todas las geometrias
35 configurables del carro alimentador. Las placas traseras (12A, 128) Y la placa delantera inferior fija (14) se unen a las placas laterales (10) de manera clásica
mediante tornillerfa. Sin embargo , el experto en la técnica entenderá que
pueden usarse otros medios de unión tales como soldadura, adhesivos, etc.
Con el fin de variar su geometría, er carro alimentador comprende además una placa delantera superior móvil (16), una primera placa delantera
deslizante (18) y una segunda placa delantera deslizante (20). La placa delantera superior (16) puede fijarse a ambas placas laterales
(10) mediante tornilleria (22) en una pluralidad de posiciones. Para ello, tal como puede apreciarse en la figuras 1A, la placa delantera superior (16) presenta una pluralidad de orificios roscados (24). Por su parte, tal como se observa en la figura 1 B, las placas laterales (10) presentan un par de ranuras (26). La tomilleria se Introduce a través de las ranuras (26) en el interior de los orificios roscados (24) para fijar la placa delantera superior (16) a las placas laterales (10) en la posición deseada.
Por su parte, la primera placa delantera deslizante (18) se une a la placa delantera superior (16) mediante una bisagra (28) que permite variar el ángulo de inclinación formado entre ambas, proporcionando asi un grado de libertad
más para la variación de la geometrfa del carro alimentador.
La primera placa delantera deslizante (18) se une a la segunda placa delantera deslizante (20) mediante tomillería (22) a través de un orificio roscado (30) presente en la segunda placa delantera deslizante (20) y una ranura (32) presente en la primera placa delantera deslizante (18), permitiendo dicha ranura (32) el deslizamiento relativo de una placa delantera deslizante con respecto a la otra. Según la realización preferida, la segunda placa delantera deslizante (20) presenta una pluralidad de orificios roscados (30), de modo que la primera placa delantera deslizante (18) y la segunda placa delantera deslizante (20) pueden fijarse entre si en una pluralidad de posiciones mediante tomillería (22) a través de la ranura (32) y uno cualquiera de la pluralidad de orificios roscados (30).
Por último, la segunda placa delantera deslizante (20) puede fijarse a ambas placas laterales (10) mediante tomilleria (22) en una pluralidad de posiciones. Para ello, la segunda placa delantera deslizante (20) presenta un orificio roscado (34) dispuesto para coincidir con uno de una pluralidad de orificios (36) presentes en las placas laterales (10). Asi, tal como se describirá a continuación en el presente documento, dependiendo de en cuál de la pluralidad de orificios (36) de las placas laterales (10) se fije el orificio roscado
(34) de la segunda placa delantera deslizante (20), el carro alimentador presentará una geometria diferente que influirá sobre los fenómenos de
segregación experimentados por el material particulado en su interior.
Según la realización mostrada en las figuras lA y 1 B, la segunda placa delantera deslizante (20) puede fijarse a las placas laterales (10) en ocho
configuraciones geométricas diferentes, con lo cual se proporciona una gran
variedad de elección de la geometrla del carro alimentador con el fin de reducir
5 al minimo los fenómenos de segregación producidos. Evidentemente, el
experto en la técnica entenderá que esta realización no es limitativa y que
pueden diseñarse otros carros alimentadores según la presente invención con más o menos configuraciones geométricas posibles.
Haciendo ahora referencia a las figuras 2A y 2B adjuntas, se muestra
10 una segunda realización preferida del carro alimentador de la presente invención. Según esta segunda realización, el carro alimentador está
constituido por dos placas laterales (38), una placa delantera (40) y una placa trasera (42). Cada placa lateral (38) presenta una ranura superior (44) y una ranura inferior (46). La placa delantera (40) y la placa trasera (42) presentan,
15 cada una, un orificio roscado de fijación inferior (48) Y una pluralidad de orificios roscados de fijación superiores (50) para fijar dichas placas delantera (40) y trasera (42) a las placas laterales (38) en una pluralidad de posiciones mediante tomillería (52) a través de las ranuras inferiores (46) y superiores (44), respectivamente.
20 Por tanto, el carro alimentador según esta segunda realización preferida de la invención permite variar la geometrla completa del mismo desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga. Tal como puede observarse en la figuras 2A, las paredes laterales (38) también comprenden una ranura intermedia (54) cuya función es adaptar el
25 carro alimentador para su uso según una tercera realización preferida de la presente invención descrita a continuación en el presente documento. Dado que según esta segunda realización preferida de la presente invención dicha ranura intermedia (54) carece de utilidad, se cubre con una tapa (56) para evitar que se escape material particulado a través de dicha ranura intermedia
30 (54). Haciendo ahora referencia a las figuras 3A y 38, se muestra una tercera realización preferida del carro alimentador de la presente invención. En este caso, la composición del carro alimentador es sustancialmente similar a la del
carro alimentador según la segunda realización preferida de la presente 35 invención descrita anteriormente, con la diferencia de que comprende además
un tubo interior (58) que recorre el carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga. El tubo interior (58) está
•
destinado a contener en su interior el material particulado. El tubo interior (58)
presenta una primera abrazadera (60) en su extremo superior. una segunda
abrazadera (62) en su extremo inferior y una abrazadera intermedia (64). Cada
abrazadera (60, 62, 64) comprende al menos un orificio roscado para su
S
fijación mediante lornillería a las placas laterales (38) a través de las ranuras
superiores (44), inferiores (46) e intenmedias (54), respectivamente, en una
pluralidad de posiciones.
Según otra realización de la presente invención, el carro alimentador
está constituido por u n tubo (58), preferiblemente de un material flexible que
10
permite su flexión pero lo suficientemente rígido para que mantenga la posición
fijada . Dicho tubo (58) presenta unos medios de fijación que permiten variar la
geometria completa del carro alimentador. Dichos medios de fijación pueden
ser una primera abrazadera (60) en su extremo superior y una segunda
abrazadera (62) en su extremo inferior, aunque se permiten otros medios de
15
fijación equivalentes, mediante lo cual se proporcionan puntos de fijación que
permiten variar la geometría completa del carro alimentador desde su extremo
superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga. Para fijar el tubo y
poder determinar su geometría mediante los parámetros indicados en la
presente memoria, dicho tuoo se puede fijar a una placa lateral (38) que
20
presenta una ranura superior (44) y una ranura inferior (46), donde se puede
fijar el tubo mediante las abrazaderas (60, 62). El carro alimentador puede
comprender una abrazadera intermedia (64) para proporcionar otro punto de
fijación.
El experto en la materia, comprenderá que el tubo (58) puede ser de
25
sección circular, cuadrada u otro tipo de sección conveniente. Al mismo tiempo,
dicha sección puede permanecer constante o variar a lo largo del recorrido del
tubo, en función de las necesidades.
Así, el carro alimentador según la presente invención (mostrada a modo
de ejemplo según las realizaciones preferidas de la misma) permite variar la
30
geometría interior del mismo (ya sea en su extremo inferior o a lo largo de todo
el recorrido interno del carro alimentador) con el objetivo de encontrar una
geometría óptima que minimice los efectos de segregación para cada material
particulado especifico que esté empleándose. De esta forma , al comprimir el
material particulado en una matriz (66) de la máquina compresora, se obtienen
35
los comprimidos uniformes en peso y composición.
La presente invención también da a conocer el uso de un carro
alimentador para máquina compresora tal como cualquiera de los descritos
anteriormente en el presente documento. El uso según la presente invención
comprende las etapas de:
determinar la geometría de carro óptima para un material particulado que se desea comprimir; 5 aplicar dicha geometría de carro óptima al carro alimentador;
llenar el carro alimentador con el material partlculado; y
accionar la máquina compresora para fabricar los articulas comprimidos.
La etapa de determinar la geometría de carro óptima puede realizarse de 10 manera empírica llevando a cabo una serie de ensayos hasta conseguir dicha geometría óptima, o mediante simulación informática. Concretamente, según
una realización preferida de la presente invención, la etapa de determinar la geometrla de carro óptima comprende:
a) aplicar una primera geometría al carro alimentador; 15 b) fabricar artículos comprimidos con dicha primera geometría; e) analizar la composición de los artículos comprimidos;
d) repetir las etapas a}-c) para una pluralidad de geometrías de carro distintas; y
e) determinar la geometría óptima para el material particulado
20 empleado de entre la pluralidad de geometrias aplicadas al carro alimentador. Según una segunda realización preferida de la presente invención, la etapa de determinar la geometria de carro óptima comprende: a) introducir parámetros que afectan a la segregación del material
25 particulado en el carro alimentador en un software informático; b) realizar simulaciones de segregación del material particulado con diversas geometrfas del carro alimentador mediante dicho software informático; y
e) determinar la geometrla óptima para el material particulado 30 empleado de entre la pluralidad de geometrias simuladas para el
carro alimentador. El software informático realiza preferiblemente dicha simulación
basándose en el método de los elementos díscretos (DEM, discrete element methoá). El método DEM se utiliza en la técnica para estudiar los fenómenos
35 de segregación . Es un método eficaz para abordar la ingeniería en materiales
granulares y discontinuos, y es especialmente útil para el estudio de flujos de
partículas granulares, la mecánica de polvos y la mecánica de rocas.
Los parámetros que afectan a la segregación del material particulado en el carro alimentador y que deben introducirse en el software informático para permitir realizar dicha simulación incluyen por ejemplo las dimensiones y la
densidad del material particulado, asi como preferiblemente también el coeficiente de restitución, el coeficiente de fricción estático y el coeficiente de fricción de rodadura entre las particulas del material particulado y entre el
material particulado y el carro alimentador.
A continuación se describen dos ejemplos ilustrativos y no limitativos de determinación de la geometría de carro óptima para un carro alimentador según la presente invención.
Ejemplo 1
En este primer ejemplo, se estudiaron mezclas con dos componentes: C1 y C2. El componente C1 fueron cilindros de 1,6 mm de diámetro y 1,6 mm de altura, y con una densidad de 1104 kglcm3. El componente C2 fueron
cilindros de 2,1 mm de diámetro y 3,4 mm de altura, y con una densidad de
1021 kglcm3. Se estudiaron tres mezclas de estos componentes C1/C2: 75%/25%, 25%/75% Y 50%/50%.
En la figura 4, se muestran las cuatro geometrías de carro estudiadas
para determinar la geometria óptima para cada una de esas mezclas. En todas
las simulaciones, se reprodujo el movimiento alternativo de un carro alimentador real en cuanto a desplazamientos, tiempos, velocidades y aceleraciones. Las geometrías estudiadas fueron:
4V-120: La segunda placa delantera deslizante fijada al orificio 4 vertical
de las placas laterales. La primera placa delantera deslizante y la placa delantera superior forman un ángulo de 120°.
2V-120: La segunda placa delantera deslizante fijada al orificio 2 vertical de las placas laterales. La primera placa delantera deslizante y la placa delantera superior forman un ángulo de 120'.
2H-150: La segunda placa delantera deslizante fijada al orificio 2
horizontal de las placas laterales. La primera placa delantera deslizante y la
placa delantera superior forman un ángulo de 150'.
OH-130: La segunda placa delantera deslizante fijada al orificio O (orificio de esquina) de las placas laterales. La primera placa delantera deslizante y la 35 placa delantera superior forman un ángulo de 130°.
Para cada simulación se determinó la raiz cuadrada del error cuadrático medio (RMSE) correspondiente, por un lado, a los primeros 50 comprimidos obtenidos y, por otro lado, a los comprimidos 20-50 obtenidos en el
denominado régimen nominal. En efecto, al llenar el carro alimentador en parada se produce un primer fenómeno de segregación que afecta aproximadamente a los primeros 20 comprimidos. Los comprimidos 20·50 se ven afectados únicamente por la segregación propia del movimiento alternativo
del carro alimentador. La tabla 1 a continuación muestra el RMSE entre el porcentaje teórico
del componente de referencia y el porcentaje real de dicho componente de
referencia en los 50 primeros comprimidos. De este modo, el RMSE refleja el
lOgrado de segregación que se produce en el proceso, de tal manera que cuanto
menor es el RMSE, menor segregación se ha producido. Por lo tanto, los
valores en negrita indican la geometría de carro óptima.
Tabla 1
Porcentaje de componentes
Co nfiguración Componente de referencia (porcentaje teórico)
C1/C2
4V-120 2V-120 2H-150 OH-130
75/25
6,40 3,97 4,02 3,49 C2 (25%)
25/75
6,02 3,68 4,26 3,78 C1 (25%)
50/50
7,87 4,88 4,50 4,85 C1 /C2 (50%)
15 La tabla 2 a continuación muestra el RMSE entre el porcentaje teórico
del componente de referencia y el porcentaje real de dicho componente de referencia del comprimido 20 al comprimido 50 . Los valores en negrita indican la geometria de carro óptima.
Tabla 2
Porcentaje de componentes
Configuración Componente de referencia (porcentaje teórico)
C1 /C2
4V-120 2V-120 2H-150 OH-130
75/25
4,34 2,38 3,36 2,15 C2 (25%)
25/75
3,17 2,02 3,87 1,88 C1 (25%)
50/50
5,03 2,37 4,26 2,53 C1/C2 (50%)
Tal como puede observarse a partir de las tablas anteriores, la
configuración
de carro óptima varía con la proporción de las diferentes
particulas que constituyen el material particulado usado
como materia prima.
Por tanto, se demuestra la necesidad de un carro de geometría variable como
el dado a
conocer de manera novedosa por la presente invención que pueda
5
adaptarse y proporcionar una configuración óptima para cada composición de
material particulado diferente que se use como materia prima.
Ejemplo 2
Se realizaron
simulaciones similares a las del ejemplo 1 mediante el
10
método de los elementos discretos. En este caso, las partículas que componían
el material particulado fueron:
Componente C1 : Esferas de 2 mm de diámetro y con una densidad de
1150 kg/cm'.
Componente C2: Esferas de 4 mm de diámetro y con una densidad de
t 5
1150 kg/cm'.
En este caso se tuvieron en cuenta en la simulación informática de otros
parámetros adicionales que también afectan a los fenómenos de segregación
que
se producen en el interior del carro alimentador. Estos parámetros se
resumen en la tabla 3 a continuación:
20
Tabla 3
C1
C2
Coeficiente de restitución
Partícula-carro 0,2 0,2
Partícula-partícula
0,7 0,7
Coeficiente de fricción estático
Partícula-carro 0,5 0,5
Partlcula-partícula
0,5 0,5
Coeficiente de fricción de rodadura
Partícula-carro O O
Partícula-partícula
0,5 0,5
Se estudiaron tres proporciones distintas de los componentes C1/C2: 15%/85%, 85%/15% Y 50%/50%, en dos geometrías distintas de cada una de
25 las tres realizaciones preferidas del carro alimentador de la presente invención
descritas anteriormente en el presente documento (figuras 1 A, 1 B; 2A, 2B; Y 3A, 3B respectivamente). Las figuras 5A, 5B Y 5C adjuntas muestran, cada una, las dos
configuraciones estudiadas de los carros alimentadores según las diversas 30 realizaciones preferidas de la presente invención. las cotas incluidas en dichas
figuras constituyen las disposiciones geométricas exactas de estudio.
Las tablas 4, 5 Y 6 a continuación muestran los resultados del RMSE
obtenidos para cada una de las configuraciones estudiadas para cada una de las configuraciones de carro alimentador. Una vez más, los valores en negrita
5 indican la geometria de carro óptima para cada caso_
Tabla 4-Primera realización del carro alimentador
Porcentaje de componentes
Configuración Componente de referencia
C1 /C2
A B (porcentaje teórico)
15/85
5,822 6,293 C1 (15%)
85/15
6,401 5,433 C2 (15%)
50/50
8,818 7,024 C1 (50%)
Tabla 6-Tercera realización del carro alimentador
Porcentaje de componentes
Configuración Componente de referencia
C1 /C2
A B (porcentaje teórico)
15/85
2,471 3,911 C1 (15%)
85/15
5,293 5,277 C2(15%)
50/50
4,339 6,022 C1 (50%)
Aunque se ha descrito la presente invención con referencia a varias realizaciones preferidas de la misma, el experto en la técnica entenderá que
15 pueden aplicarse modificaciones y variaciones a las mismas sin por ello apartarse del espiritu y el alcance de la presente invención _
Por ejemplo, aunque se han descrito varias realizaciones de carros alimentadores para máqUinas compresoras cuya geometría puede variarse según diversas configuraciones, debe entenderse que la invención no se limita 20 a dichas realizaciones y que se refiere de manera general a un carro alimentador para máquina compresora del tipo que presenta un extremo
superior de llenado por el que se introduce un material particuJado destinado a comprimirse en una matriz de la máquina compresora y un extremo inferior de descarga de dicho material particulado hacia dicha matriz, siempre que al menos parte de los elementos constituyentes de dicho carro alimentador 5 puedan desplazarse unos con respecto a otros, permitiendo así modificar la geometría de al menos uno de dicho extremo inferior de descarga, dicho extremo superior de llenado y una parte intermedia del carro alimentador entre ambos extremos. En la práctica, pudiendo definir todos los parámetros geométricos del carro, que puede presentar diferentes variaciones en su forma 10 (sea cual sea su forma, es posible determinar/calcular su geometría), pudiendo definir los diferentes parámetros de la propia mezcla a comprimir y otros parámetros de efectos mecánicos del proceso, se posibilita mediante un software o medios empíricos determinar dicha geometría óptima del carro, lo que reduce de manera significativa el efecto de segregación del material
15 comprimido. Una vez determinada la geometría óptima, se configura el carro convenientemente, según los datos determinados.
Asimismo, aunque se ha descrito un carro alimentador según la primera realización preferida de la invención que presenta dos placas traseras, debe entenderse que realizaciones adicionales de dicho carro alimentador pueden
20 presentar una única placa trasera, o más de dos placas traseras, sin por ello apartarse del alcance de la invención.
Del mismo modo, aunque se ha descrito un carro alimentador según la tercera realización preferida de la invención que presenta una ranura intermedia y una abrazadera intermedia, debe entenderse que otras
25 realizaciones del carro alimentador pueden carecer de dichas ranura intermedia y abrazadera intermedia.
Los diversos elementos constituyentes del carro alimentador de la presente invención pueden ser cualquier material adecuado y usado habitualmente en la técnica, tal como por ejemplo acero. En caso de
30 comprender un tubo interior, éste puede fabricarse de cualquier material adecuado, tal como polietileno, PVC, acero, etc.
El carro alimentador de la presente invención puede presentar inscripciones numéricas, angulares, etc, para facilitar la configuración de las diversas geometrias posibles del mismo por parte del usuario.
35 El carro alimentador de la presente invención puede aplicarse a cualquier tipo de máquina compresora adecuado, ya sea de tipo excéntrico o rotatorio.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Carro alimentador para máquina compresora, del tipo que presenta un
    extremo superior de llenado por el que se introduce un material
    particulado destinado a comprimirse en una matriz de la máquina
    5
    compresora y un extremo inferior de descarga de dicho material
    parliculado hacia dicha malriz, caracterizado por que al menos parte de
    los elementos constituyentes de dicho carro alimentador pueden
    desplazarse unos con respecto a otros, permitiendo así modificar la
    geometría de al menos uno de dicho extremo inferior de descarga, dicho
    10
    extremo superior de llenado y una parte intermedia del carro alimentador
    entre ambos extremos.
  2. 2.
    Carro alimentador según la reivindicación 1, caracterizado por que está
    constituido por dos placas laterales (10), al menos una placa trasera
    (12A, 128), una placa delantera inferior fija (14), una placa delantera
    15
    superior móvil (16), una primera placa delantera deslizante (18) y una
    segunda placa delantera deslizante (20); que permiten variar la
    geometría del carro alimentador.
  3. 3.
    Carro alimentador según la reivindicación 2, caracterizado por que:
    la placa delantera superior (16) puede fijarse a cada placa lateral (10)
    20
    en una pluralidad de posiciones mediante lornillería (22) a través de
    una pluralidad de orificios roscados (24) en la placa delantera
    superior (16) y una pluralidad de ranuras (26) correspondientes en
    cada placa lateral (10);
    la primera placa delantera deslizante ( 18) se une a la placa delantera
    25
    superior (16) mediante una bisagra (28) que permite variar el ángulo
    de inclinación formado entre ambas;
    la primera placa delantera deslizante (18) se une a la segunda placa
    delantera deslizante (20) mediante tomilleria (22) a través de un
    orificio roscado (30) presente en una de la primera o la segunda
    30
    placas delanteras deslizantes y una ranura (32) presente en la otra
    de la segunda o la primera placas delanteras deslizantes,
    permitiendo dicha ranura (32) el deslizamiento relatlvo de una placa
    delantera deslizante con respecto a la otra;
    la segunda placa delantera deslizante (20) puede fijarse a cada placa
    35
    lateral (10) en una pluralidad de posiciones mediante tomilleria (22) a
    través de un orificio roscado (34) en la segunda placa delantera
    deslizante (20) y uno de una pluralidad de orificios (36) en cada placa
  4. 4.
  5. 5.
  6. 6.
  7. 7.
    lateral (10);
    mediante lo cual las diversas posiciones de fijación posibles de la placa
    delantera superior (16), la primera placa delantera deslizante (18) y la segunda placa delantera deslizante (20) permiten variar la geometria del
    extremo inferior de descarga del carro alimentador.
    Carro alimentador según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3,
    caracterizado por que la primera placa delantera deslizante (18)
    presenta una ranura (32) y la segunda placa delantera deslizante (20) presenta una pluralidad de orificios roscados (30) permitiendo la fijación de la primera placa delantera deslizante (18) y la segunda placa delantera deslizante (20) mediante tornilleria (22) a través de uno cualquiera de dicha pluralidad de orificios roscados (30) y de la ranura
    (32) en una pluralidad de posiciones.
    Carro alimentador según la reivindicación 1, caracterizado por que está
    constituido por dos placas laterales (38), una placa delantera (40) móvil y
    una placa trasera (42) móvil, mediante lo cual se permite variar la geometría del carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga. Carro alimentador según la reivindicación 5, caracterizado por que las
    placas laterales (38) presentan una ranura superior (44) Y una ranura inferior (46), las placas delantera y trasera (40, 42) presentan un orificio roscado de fijación inferior (48) y una pluralidad de orificios roscados de fijación superiores (50) para fijar dichas placas delantera (40) y trasera
    (42) a las placas laterales (38) en una pluralidad de posiciones mediante tornilleria (52) a través de las ranuras inferiores (46) y superiores (44),
    respectivamente, mediante lo cual se permite variar la geometria del carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga. Carro alimentador según cualquiera de las reivindicaciones 5 6 6, caracterizado por que comprende además un tubo interior (58) que recorre el carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga y destinado a contener en su interior el material particulado, presentando el tubo interior (58) una primera
    abrazadera (60) en su extremo superior y una segunda abrazadera (62)
    en su extremo inferior, presentando cada abrazadera (60, 62) al menos
    un orificio roscado para su fijación mediante tornilleria a las placas laterales (38) a través de las ranuras superiores (44) e inferiores (46) en
    una pluralidad de posiciones.
  8. 8.
    Carro alimentador según la reivindicación 7, caracterizado por que cada una de las paredes laterales (38) comprende además una ranura intermedia (54) entre la ranura superior (44) y la ranura inferior (46), y el tubo interior (58) comprende además una abrazadera intermedia (64) con al menos un orificio roscado de fijación para su fijación mediante tomillería a las placas laterales (38) través de las ranuras intermedias (54).
  9. 9.
    Carro alimentador segun la reivindicación 1, caracterizado por que está constituido por un tubo (58), presentando dicho tubo (58) una primera abrazadera (60) en su extremo superior y una segunda abrazadera (62) en su extremo inferior mediante lo cual se proporcionan puntos de fijación que permiten variar la geometría del carro alimentador desde su extremo superior de llenado hasta su extremo inferior de descarga.
  10. 10.
    Carro alimentador según la reivindicación 9, caracterizado por que comprende una abrazadera intermedia (64) para proporcionar otro punto de fijación.
  11. 11.
    Uso de un carro alimentador para máquina compresora según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende las etapas de:
    determinar la geometría de carro óptima para un material particulado que se desea comprimir; aplicar dicha geometría de carro óptima al carro alimentador; llenar el carro alimentador con el material particulado; y accionar la máquina compresora para fabricar los artículos comprimidos.
  12. 12.
    Uso según la. reivindicación 11, caracterizado por que la etapa de determinar la geometría de carro óptima comprende: a) aplicar una primera geometría al carrO alimentador; b) fabricar artículos comprimidos con dicha primera geometría; e) analizar la composición de los artieulos comprimidos; d) repetir las etapas al-e) para una pluralidad de geometrias de carro
    distintas; y e) determinar la geometría óptima para el material particulado empleado de entre la pluralidad de geometrías aplicadas al carro alimentador.
  13. 13.
    Uso según la reivindicación 11, caracterizado por que la etapa de determinar la geometrfa de carro óptima comprende:
    a) introducir parámetros que afectan a la segregación del material particulado en el carro alimentador en un software informático; b) realizar simulaciones de segregación del material particulado con diversas geometrías del carro alimentador mediante dicho software 5 informático; y
    e) determinar la geometria óptima para el material partieulado empleado de entre la pluralidad de geometrías simuladas para el carro alimentador.
  14. 14. Uso según la reivindicación 13, caracterizado por que los parámetros
    10 que afectan a la segregación del material particulado en el carro alimentador incluyen las dimensiones y la densidad del material partieulado.
  15. 15. Uso según la reivindicación 14, caracterizado por que los parámetros que afectan a la segregación del material particulado en el carro
    15 alimentador incluyen además el coeficiente de restitución, el coeficiente de fricción estático y el coeficiente de fricción de rodadura entre las partieulas del material partieulado y entre el material partieulado y el carro alimentador.
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