SISTEMA DE CURADO DE EXTREMO DE LATA CON VENTILACIÓN MAGNÉTICA Y TRANSPORTE DE BANDA
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a la fabricación de artículos de metal y más particularmente al manejo de artículos a los cuales un material se aplica y el secado del material en tal artículo. Específicamente, la presente invención se relaciona con sistemas de transporte y secado para manejo de extremos de recipientes. El sistema de la presente invención puede encontrar utilidad en otras aplicaciones. La descripción proporcionada en la presente hará referencia particular al manejo de extremos de recipientes durante las operaciones de fabricación así como también el uso subsecuente de tales extremos de recipiente durante las operaciones de envasado. En la fabricación y llenado de recipientes, por ejemplo recipientes de bebidas, se requieren vastos números de extremos de recipientes. Las operaciones de llenado y fabricación presentes requieren del manejo de grandes cantidades de extremos de recipientes en una proporción alta de velocidad en un proceso generalmente continuo. El equipo de fabricación o llenado puede tener varias zonas de flujo de extremos de latas a o de varias etapas de procesamientos. A través de la descripción de la presente invención, los grupos de extremos de recipientes generalmente serán referidos como "conjuntos de extremos" o "grupos de extremos". Adicionalmente, flujos generalmente continuos de extremos se referirán a "corriente de extremos". Mediante la forma de antecedente, muchas etapas de fabricación pueden ser implicadas en la fabricación de extremos de recipientes que incluyen estampar un extremo negro, conversión por la cual el extremo negro estampado se forma con una punta o curva, y, quizás, la aplicación de tapones de jalado. Adicionalmente, un material adecuado de revestimiento, compuesto o recubrimiento puede ser requerido dependiendo del tipo de producto el cual va a ser retenido en el recipiente. El compuesto de revestimiento proporciona una capa de barrera entre los contenidos del recipiente y el material recipiente. Tal compuesto de revestimiento se requiere en la industria de procesamiento de alimentos. Si un compuesto de revestimiento o recubrimiento es utilizado, un reparamiento puede llegar a ser efectuado para sellar cualquier muesca o cojinete, los cuales pueden formarse durante el proceso de fabricación. Una etapa final en el proceso de fabricación puede implicar colocar un número predeterminado de extremos de recipiente en una bolsa o cubeta adecuados . El compuesto de revestimiento puede ser aplicado en una forma de rociado líquido o de polvo, y con frecuencia requiere un período de tratamiento en caliente anterior al procesamiento adicional del extremo de recipiente. En la técnica anterior, es una práctica común suministrar los extremos de recipientes, después del recubrimiento u operación de rociado, a un horno térmico generalmente grande. En términos generales, los extremos de recipiente son transportados a una velocidad relativamente baja a través de un horno plano relativamente grande. La velocidad del transportador a través del horno, la longitud total del horno y la temperatura dentro del horno son seleccionados para asegurar un tratamiento adecuado del compuesto de revestimiento mientras los extremos de recipiente se mueven a través de él. Numerosos hornos y líneas de procesamiento se utilizan para mantener una proporción deseada de procesamiento de extremo de recipiente. Como una materia adicional, en el pasado, el secado rápido, los compuestos a base de solventes, formulados con diluyentes o solventes de hidrocarburos volátiles fueron comúnmente utilizados. Sin embargo, los vapores de solventes generados sobre el curado de estos compuestos resultan en una contaminación atmosférica no deseable. En respuesta, los compuestos a base de agua se han desarrollado y estos productos producen poca humedad o vapor de agua en los compuestos curados. Los compuestos a base de agua tienen la desventaja, sin embargo, de requerir comparativamente largos tiempos de secado, en el orden de 90 segundos o más. El equipo de manejo de extremos de recipiente existentes se arregla para agrupar los extremos inmediatamente después de la aplicación del compuesto o después del curado en el horno. Mientras el curado en el horno puede eliminar una gran cantidad de humedad del compuesto, la humedad adicional puede continuar para envolver después del proceso de curado de calentado. El agrupamiento de modo frontal de los extremos de recipientes resultan en confinar la humedad que se libera y prolongar el tiempo de secado, aún después de utilizar un horno. Diversos dispositivos han sido proporcionados en la técnica anterior con el fin de facilitar el curado de materiales aplicados a extremos de recipientes. En particular, dos patentes, Patente de los Estados Unidos No. 5,450,679 expedida el 19 de septiembre de 1995, de Mojden y Vejchoda y la Patente de los Estados Unidos No. 4,364,466 expedida el 21 de diciembre de 1982 de Mojden. Ambas de estas patentes son asignadas al Cesionario de la presente invención. En la- Mojden '679, una rueda magnética se coloca dentro de un horno. La rueda magnética recibe los extremos de recipiente que tienen un compuesto de revestimiento en una superficie de los mismos. Los extremos de recipiente se transportan por la rueda magnética a . través de una trayectoria de más de 180° sobre ellos, después son removidos de la rueda magnética y se integran nuevamente en la corriente de extremos de recipientes. Mientras en el horno, el compuesto de revestimiento se cura. Esencialmente la posición de la rueda en el horno proporciona una trayectoria de longitud en un área relativamente pequeña. Un problema encontrado en este tipo de método de secado es la gran masa de la rueda que actúa como un abatidor de calor y potencialmente afecta el curado del compuesto de revestimiento y el material de extremo de recipiente. La Mojden '466 proporciona un dispositivo el cual separa mecánicamente los extremos de recipientes por secar. Los extremos de recipiente pasan a través de un horno de secado de aire forzado convencional para pasar a una corriente de aire caliente entre los extremos del recipiente separados. Se puede observar que el dispositivo de la Mojden '466 requiere el montaje mecánico de los extremos de recipiente entre dos bandas de transportación opuesta las cuales son separadas en una distancia predeterminada con el fin de sujetar los bordes de recipiente. Como tal, el dispositivo en la Mojden '466 requiere sujeción positiva de los extremos de recipiente con el fin de separar los extremos apartados y transportarlos a través del sistema. Un objeto general satisfactorio para la presente invención es proporcionar un sistema de separado y secado de artículos, el cual separa los artículos y mueve el aire contra los artículos para provocar que el aire fluya entre los artículos separados y eliminar la humedad de los artículos . Otro objeto satisfactorio para la presente invención es proporcionar un sistema de separado y secado de artículos el cual opera entre en un espacio pequeño de tal forma que minimiza el espacio de equipo requerido con el fin de eliminar la humedad de artículos procesados en él. Aún otro objeto satisfactorio para la presente invención, es proporcionar un sistema de secado y separador de extremos de recipiente el cual separa los extremos de recipiente colocados en una condición de agrupamiento de modo frontal y fuerza al aire a través de los extremos de recipientes separados. Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de separado y secado de extremo de recipiente el cual emplea cuerpos magnéticos para separar los extremos de recipiente por ello minimizando el contacto con los extremos de recipiente y el compuesto aplicado a ellos con el fin de prevenir un daño adicional a la superficie a la cual el compuesto se aplica. Brevemente, y de acuerdo con lo anterior, la presente invención visualiza un sistema de separado y secado de artículos el cual recibe los extremos de recipiente de una estación en alimentación, separa y seca los extremos de recipiente y el compuesto aplicado a ellos en una estación de separación y secado, y pasa el artículo a una estación de alimentación de salida. El sistema de secado y separación de artículos incluye un montaje de separación magnético el cual impone un campo magnético en los extremos de recipiente que pasan por él para en forma similar, magnetizar los extremos del recipientes provocando a los extremos vecinos repelerse uno a otro. La repulsión magnética de los extremos vecinos produce espacios entre los extremos vecinos en cuanto ellos se muevan a través de la estación de separación y secado. Un dispositivo de transporte se proporciona para controlar el movimiento de los extremos de recipiente a través de la estación de separación y secado. Un montaje de distribución de aire se proporciona para suministrar aire a la estación de separación y secado y opera .el aire a través de los espacios entre los extremos de recipientes vecinos por ello contactando el compuesto de revestimiento aplicado a los extremos de recipientes y eliminando la humedad de ellos. La humedad removida de los extremos de recipientes puede ser recolectada en na estación de recolección de humedad. Los extremos son colocados en una condición de agrupamiento de modo frontal en cuanto ellos se muevan a la estación en alimentación de entrada. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La organización y manera de la estructura y función de la invención, junto con otros objetos y ventajas de la misma, pueden ser entendidas por referencia a la descripción siguiente junto con los dibujos anexos, en el que las referencias numéricas identifican los elementos comunes y en los cuales : la FIGURA 1 es una vista en perspectiva, fragmentada parcial de uri sistema de separación y secado de la presente invención que muestra una estación de alimentación entrada, conectada a la estación de separación y secado la cual en turno se conecta a una estación de alimentación de salida para manejar una serie de extremos de recipientes que fluyen a través de una trayectoria común de viaje entre ellos; la FIGURA 2 es una vista en elevación lateral, en sección transversal, fragmentaria parcial, agrandada, de una estación de separación y secado tomada a lo largo de la línea 2-2 en la FIGURA 1; la FIGURA 3 es una vista en elevación lateral, en sección transversal, fragmentaria parcial, agrandada, tomada a lo largo de la línea 3-3 de la FIGURA 1 que muestra una vista en sección transversal generalmente perpendicular a aquella mostrada en la FIGURA 2 mostrando las aberturas de dirección de aire en un pleno de aire de la estación de separación y secado; y la FIGURA 4 es una vista en perspectiva, fragmentaria parcial, agrandada presentada en una forma diagramática de un grupo de artículos separados que se mueven a través de la estación de ^secado y separación en la posición de los cuerpos magnéticos y el flujo magnético que resulta de los cuerpos magnéticos. Mientras la presente invención puede ser susceptible a formas diferentes en la modalidad, se muestra en los dibujos, y en la presente será descrita en detalle, una modalidad con el entendimiento que la descripción presente sea considerada una ejemplificación de los principios de la invención y no está destinado a limitar la invención a aquella como se ilustra y describe en la presente. Un sistema de separación y secado de artículos 20 como se muestra en la FIGURA 1. El sistema de separación y secado 20 incluye una estación de separación y secado 22 la cual recibe artículos, mostrado en la presente como extremos de recipiente 24, de una estación en alimentación de entrada 26 y suministra los extremos de recipientes a una estación de alimentación de salida 28. Como los extremos de recipiente 24 pasan a través de la estación de separación y secado 22, llegan a ser separados de tal forma que los extremos de recipientes vecinos 30, 32 definen un espacio 34 entre ellos. Los extremos de recipiente son separados por un montaje magnético 36 el cual será descrito con más detalle posteriormente. Un montaje de distribución de aire 38 suministra aire a los extremos de recipiente separados por él, manejando el aire a través de la separación 34 entre los extremos de recipientes vecinos 30, 32 para eliminar la humedad de los extremos de recipiente. A manera de antecedente, el sistema de separación y secado de la presente invención recibe los extremos de recipientes en la estación en alimentación 26 de una operación la cual aplica compuestos de revestimiento a una superficie del extremo de recipiente o de un horno de curado en el cual los compuestos han sido curados primariamente. El sistema de separación y secado puede ser empleado como una etapa de secado inicial o como una etapa de secado secundario. Por ejemplo, si los extremos llegan del horno de curado, el sistema de separación y secado 20 puede ser empleado como una etapa de curado final o secundario. Similarmente, si los extremos se presentan al sistema de secado y separación 20 de una operación de aplicación de revestimiento, el sistema actuará como la etapa de curado primario. El sistema de separación y secado de artículos 20 proporciona una trayectoria para pasar aire sobre las superficies que tienen material de compuesto en ellos mientras que mantienen una corriente generalmente continua de artículos a lo largo de una trayectoria común de viaje 40. Una corriente de alimentación de entrada de artículos 42 entra a la estación de separación y secado 22 donde los artículos llegan a ser una corriente de artículos separados 44. La corriente de separación de artículos 44, que sale de la estación de separación y secado 22 llega a una corriente de artículos de alimentación de salida 46. En ambas corrientes de alimentación de entrada y alimentación de salida de los artículos 42, 46 los artículos, en el presente caso de extremos de recipientes, son colocados en un arreglo de agrupación. Más específicamente, los extremos de recipientes o extremos de lata se muestran en la modalidad ilustrada que muestra los extremos de recipientes que son colocados en una orientación de agrupamiento de modo frontal inclusivos. La orientación es mantenida en la corriente separada 44, sin embargo, los artículos 30, 32 se separan para proporcionar un espacio 34 entre ellos. Con referencia adicional a las FIGURAS 2-4, el montaje magnético 36 incluye un par de cuerpos magnéticos alargados 50, 52 colocados opuesto uno con otro y en lados opuestos de los extremos de recipientes. Ambos cuerpos magnéticos 50, 52 incluyen un primer elemento magnético y un segundo elemento magnético 56, 58 y 60, 62 respectivamente. Un rellenador no magnético 64, 66 se proporciona entre cada par de elementos magnéticos superiores e inferiores 56, 58 y 60, 62, respectivamente. Debe notarse que el rellenador 64, 66 puede ser un material no magnético así como un espacio de aire. Como se muestra en la presente, un material no magnético tal como plástico se emplea para mantener el espacio entre el primero y segundo elementos magnéticos. Los elementos magnéticos 56, 58, 60, 62 de cada cuerpo magnético 50, 52 se disponen en lados opuestos de los extremos de recipiente para proporcionar un campo magnético 68, 70 que influye en la orientación de los extremos de recipiente que pasan a través de ellos. Manteniendo un efecto de campo magnético constante en los extremos de recipientes, se previene a los extremos de recipientes caerse sobre o volcarse en cuanto ellos sean separados y pasen a través de la estación de separación y secado 22. Los polos de los elementos magnéticos 56, 58, 60, 62 son arreglados de tal forma que los elementos magnéticos primarios 56, 60 tienen un polo norte colocado contrario al polo sur de los correspondientes elementos magnéticos secundarios 58, 62, respectivamente. Como tal, los cuerpos magnéticos 50, 52 crean campos f magnéticos 68, 70, representados diagramáticamenté por las líneas punteadas mostradas en las FIGURAS 2 y 4. Los cuerpos magnéticos 50, 52 se colocan con los correspondientes elementos primarios 56, 60 y elementos secundarios 58, 62 que tienen una orientación de espejo. Como se ilustra, ambos elementos primarios 56, 60 tienen un polo norte y los elementos secundarios 58, 62 tienen un polo sur que dan de frente a los bordes de los extremos de recipientes 24 que pasan entre ellos. Como tal, los cuerpos magnéticos 50, 52 proporcionan una influencia magnética en los lados opuestos de los extremos de recipiente para retenerlos en una posición generalmente orientada vertical, hacia arriba, derecho, de extremo. Además, como s'e observa en la FIGURA 4, el efecto de los campos magnéticos 68, 70 provocan a los extremos vecinos 30, 32 ser magnetizados similarmente resultando en que los extremos vecinos 30, 32 se repelen uno a otro. Un espacio generalmente paralelo resulta entre los extremos de recipientes vecinos 30, 32 como un resultado de las fuerzas de repulsión. Como se observa, la corriente separada 44 generalmente iguala los espacios de los extremos de recipiente a través de la estación de separación y secado 22. Habiéndose descrito generalmente el efecto del montaje de separación magnético 36 en los extremos de recipiente 24 que pasan a través de la estación de separación y secado 22, se regresa a la estructura general de la estación de separación y secado 22 y un dispositivo de transportación 72 el cual transporta los extremos a través de la corriente separada 44. El dispositivo de transporte 72 incluyen un par de bandas de transportación separadas entre sí no magnéticas 74 que se extienden a través de la estación de separación y secado 22 paralelas a la trayectoria de viaje 40. Las bandas 74 son retenidas en un extremo de entrada alrededor del montaje de polea 76 y alrededor de un montaje de polea similar 78 en el extremo de alimentación de salida. Un motor de velocidad variable primario 80 opera la polea de alimentación de salida 78 mediante la forma de la banda de accionamiento primaria 82. El motor de velocidad variable 80 se controla por un controlador 84 el cual será descrito con más detalle posteriormente. Un transportador de alimentación 86 de salida incluye por lo menos una unidad de operación de energía para operar controlablemente los extremos del recipiente de la estación de alimentación de salida 28. El transportador de alimentación de salida 86 se opera por un motor de velocidad variable secundario 88, también acoplado al controlador 84. Como tal, las bandas 74 son operadas por el primer motor de velocidad variable 80 para mover la corriente separada 44 a través de la estación de separación y secado 22. Adicionalmente, el transportador de alimentación de salida 86 proporciona el movimiento controlado, de energía de la corriente de alimentación de salida de los artículos 46 a través de la estación de alimentación de salida 28. Un sensor de alimentación de entrada 90 y un sensor de alimentación de salida 92 se colocan cerca de la interfase entre la estación de alimentación de entrada 26 y la estación de separación y secado 22 y la interfase entre la estación de alimentación de salida 28 y la estación de separación y secado 22, respectivamente. Los sensores de alimentaciones de entrada 90 son sensibles al movimiento de los artículos de la corriente de alimentación de entrada 42 a la corriente separada 44. Similarmente, el sensor de alimentación de salida 92 es sensible al movimiento de artículos de la corriente separada 44 a la corriente de alimentación de salida 46. Los sensores de alimentación de entrada y alimentación de salida 90, 92 son acoplados al controlador 84 para detectar el movimiento de artículos a través del sistema de separación y secado. Como se describió en lo anterior, los motores primarios y secundarios 80, 88 son también acoplados al controlador 84. De esta manera, el controlador 84 puede regular la velocidad de las bandas 74 y el transportador 86 controlando los motores de velocidad variable 8'0, 88. Además, el tiempo transcurrido de los artículos que pasan a través de la estación de separación y secado 22 puede ser regulado controlando los motores 80, 88 mediante la forma del controlador 84. Regresando ahora al montaje de distribución de aire 38 como brevemente se describe en lo anterior, se puede observar que el montaje de distribución de aire 38 incluye un pleno de aire 94 el cual se conecta a un ventilador soplador de aire o a un dispositivo operador de aire 96 mediante la forma de un chorro de aire 98. Como se muestra en la FIGURA 1, el aire se mueve del dispositivo operador 96 a través del chorro 98 al pleno 94. El aire entonces se distribuye por el pleno 94 sobre la longitud total de la estación de separación y secado 22. Como tal, el aire pasa a través de los espacios 34 entre los artículos que viajan y la corriente separada 44. Con referencia a la FIGURA 2, el aire que pasa del pleno de aire 94 y sobre una superficie de un artículo 24 se dirige hacia abajo a través de la banda de transportación separada entre sí 74 y a un pleno receptáculo 100. El pleno receptáculo 100 incluye una estructura recolectora de humedad 102 para capturar cualquier humedad la cual precipite fuera del aire extraído de entre los espacios 34. Cualquier humedad la cual se recolecta en la estructura de recolección 102 se drena de ellas a través de una abertura de drenado 104. La FIGURA 3 proporciona una vista en elevación lateral, en sección transversal, fragmentaria parcial del pleno 94 para mostrar una pluralidad de aberturas de salida, generalmente identificadas por el número de referencia 106, las cuales se forman en la cara 108 del pleno 94. Como se muestra en la FIGURA 3, el chorro 98 se conecta a una porción superior del pleno. El aire que entra al pleno 94 se distribuye a través de una cavidad 110. La presión positiva por el aire que entra del chorro 98 opera el aire en la cámara 110 a través de la abertura 106.
Las barras guías 124 se proporcionan en un extremo de entrada de la estación de separación y secado 22. Las barras guías 124 ayudan a asegurar que los extremos de recipiente no sean atrapados en el pleno de aire 94 en cuanto ellos entren al área inferior del pleno de aire 94. Como de los extremos de recipiente 24 son jalados a la corriente de alimentación de entrada 42 por la acción de bandas de transportación 74 y el montaje magnético 36 los extremos tienden a moverse hacia arriba. Así, las barras guías 24 ayudan a mantener los extremos de recipiente en la trayectoria de viaje y previenen a estos extremos de ser atrapados en el pleno de aire 94. Los paneles guías 126, 128 se proporcionan también a lo largo de la longitud de la estación de separación y secado 22 para ayudar a contener los extremos de recipiente 24 en la trayectoria separada 44. Las guías 126, 128 se colocan en cada lado de las bandas de transportación 74. Debe notarse también que los cuerpos magnéticos 50, 52 son retenidos 'en los dispositivos de ajuste 130, 132. Los dispositivos de ajuste 130, 132 incluyen un freno de colocación 134 y un montaje de tornillo ajustable 136. El montaje de tornillo 136 se une a una estructura de montaje 138 de los cuerpos magnéticos 50, 52. Así, el montaje de tornillo de ajuste 136, 136 puede ser ajustado hacia adentro o hacia afuera con relación a la corriente separada de artículos 44 para ajustar y controlar los campos magnéticos 68, 70 impuestos en los artículos 24. En el uso, el método de la presente invención incluye artículos alimentados de una estación de alimentación final 26 a la estación de secado y separación 22. Los artículos pasan a través de la estación de separación y secado 22, se mueven de la misma a una estación de alimentación de salida 28. En la estación de separación y secado 22, los extremos de recipiente son separados magnéticamente por el montaje de separación magnética 36 como se describió en lo anterior. Los artículos se sujetan entonces a un flujo de aire que pasa a través de los espacios 34 creados entre los artículos vecinos 30, 32 por el montaje de separación magnética 36. El flujo de aire elimina la humedad de los materiales aplicados en por lo menos una de las superficies de los artículos con el fin de secar además o curar el material tal como un compuesto de revestimiento. Los artículos son transportados a través de la estación de separación y secado 22 por medio de una banda transportadora 74 de porciones de borde montadas positivamente de los extremos de recipientes 24. El aire se elimina debajo de la corriente separada 44 en donde la humedad puede ser recolectada en la estación de recolección 102 y drenada a través del tubo de drenado 104. Los motores 80, 88 los cuales operan las bandas de transportación 74 y el transportador de alimentación de salida 86 se acoplan al controlador 84 para controlar la velocidad a la cual- los artículos en la corriente separada 44 se mueven a través de la estación de separación y secado 22 y, por consiguiente, el tiempo transcurrido durante el cual los extremos de recipientes son expuestos al flujo de aire del montaje de distribución de aire 38. Mientras una modalidad preferida de la presente invención se muestra y describe, se visualiza que aquellos que tienen habilidad en la técnica pueden hacer varias modificaciones y equivalentes a los dispositivos sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas. La invención no está destinada para ser limitada por las descripción anterior.