RO116070B1 - Dispozitiv reutilizabil pentru distribuirea unui material vascos - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la un dispozitiv reutilizabil pentru distribuirea unui material vascos, destinat distribuirii materialelor vascoase dense, constand dintr-un container (8) etans, sub presiune, avand peretii laterali (10) de forma in general cilindrica, un orificiu de admisie (29) a unui gaz inert, in partea sa superioara, si o deschidere de incarcare si descarcare (28) pentru materialul vascos,la partea inferioara, la care, pentru a permite reincarcarea repetata fara a fi necesara curatarea sau reconditionarea dispozitivului, un flotor de presurizare (16) care este dispus in interiorul containerului (8) etans, sub presiune, mentionat, flotorul de presurizare (16) avand o calota inferioara (18) si o calota superioara (22), diametrul cilindric maxim (26) al flotorului de presurizare (16) fiind mai mic decat diametrul interior al containerului (8) etans sub presiune, de forma cilindrica, flotorul (16) mentionat fiind prevazut cu mijloace pentru a impiedica contactul direct intre portiun ea de diametru cilindric maxim (26), mentionata, a flotorului de presurizare (16) si interiorul peretilor laterali (10) ai containerului cilindric (8), la care, in timpul functionarii sistemului, containerul este umplut cu un material vascos (23) prin deschiderea sa de incarcare si descarcare (28) astfel incat flotorul de presurizare (16) se ridica in interiorul containerului (8) etans, sub presiune, si creeaza o etansare pentru materialul vascos intre portiunea de diametru maxim (26) a flotorului de presurizare (16) si interiorul peretilor laterali ai containerului (8) si prin aplicarea de lapartea superioara a unei presiuni de gaz inert asupra flotorului de presurizare (16), flotorul de presurizare respectiv va forta materialul vascos (23) sa iasa din container (8) prin deschiderea de incarcare si descarcare (28).

Description

Invenția aparține domeniului dispozitivelor pentru distribuirea materialelor vâscoase și, în mod special, aceasta se referă la un dispozitiv etanșat de distribuire și livrare a unui material vâscos dens, dispozitiv care este proiectat pentru umplere și golire repetată, fără a interveni curățarea dispozitivului, și care distribuie efectiv majoritatea cantității de material vâscos din interiorul său.

Cantități foarte mari de materiale vâscoase sunt utilizate în transpoturi și în industrie. Unsorile consistente dense sunt utilizate la ungerea vehiculelor și organelor de mașini și a mecanismelor, iar materialele chimice vâscoase consistente sunt utilizate în industrie. în tehnica prelucrării alimentelor, tip brânzeturi, creme, paste alimentare și altele, acestea trebuie deplasate dintr-un punct într-altul fără degradarea excesivă a calității și prospețimii lor. La fabricarea produselor chimice și farmaceutice, materialele vâscoase sunt deseori utilizate, iar menținerea calității acestor materiale vâscoase este de o importanță vitală.

Livrarea și distribuirea materialelor vâscoase a constituit întotdeauna o problemă, deoarece aceste materiale tind să se lipească de containerul în care sunt depozitate și, eventual, se depun pe piesele și mecanismele utilajelor de pompare, utilizate pentru livrarea acestor materiale. Metodele și tehnicile cunoscute de livrare a fluidelor vâscoase s-au bazat pe stabilirea și menținerea unei etanșări create de fluid, între pistoanele de împingere sau plăcile mobile și pereții laterali ai containerelor conținând materialele vâscoase. Dispozitivele descrise în brevetele US 5248069, 5297702, 5312028 se bazează, în totalitatea lor, pe o etanșare precisă.

Publicația US-A-3957176 descrie un dispozitiv reutilizabil, pentru distribuirea unui material vâscos, care constă dintr-un container etanș, sub presiune, având pereții laterali de formă, în general, cilindrică, un orificiu de admisie a unui gaz inert în partea sa superioară și o deschidere de încărcare și descărcare pentru materialul vâscos la partea inferioară.

Dispozitivele cunoscute sunt însă foarte susceptibile la avarii, dacă pereții laterali ai containerului, în care sunt depozitate materialele vâscoase, prezintă abateri de la forma cilindrică sau prezintă urme de lovituri. în plus, sistemele prezentate în US 5248069 și 5312028 necesită o precizie ridicată în realizarea tuturor elementelor componente, cât și instalații de gabarit mare.

Ca urmare, a apărut necesitatea realizării unui dispozitiv care să utilizeze componente cu un preț de cost relativ scăzut, care să poată fi umplut din nou, în mod frecvent, fără a fi necesară curățarea sau recondiționarea recipientului, care să fie rezistent și durabil și care să livreze un procent ridicat din cantitatea de material vâscos, din interiorul containerului.

Obiectivul invenției îl constituie realizarea unui sistem reversibil și reîncărcabil, de furnizare a unui material foarte vâscos, dintr-un recipient etanșat; realizarea unui sistem robust și fiabil, în condiții de mediu nefavorabile; realizarea unui sistem care să fie rezistent la transport, să fie simplu de realizat și să prezinte cost redus.

Dispozitvul reutilizabil, conform invenției, destinat distribuirii materialelor vâscoase dense, constând dintr-un container etanșat sub presiune, având pereții laterali, de formă, în general cilindrică, un orificiu de admisie a unui gaz inert, în partea sa superioară și o deschidere de încărcare și descărcare, pentru materialul vâscos, la partea inferioară, elimină dezavantajele dispozitivelor cunoscute, prin ceea că flotorul de presurizare este dispus în interiorul containerului etanș, sub presiune, menționat, flotorul de presurizare

RO 116070 Bl având o calotă inferioară și o calotă superioară, diametrul cilindric maxim al flotorului de presurizare fiind mai mic decât diametrul interior al containerului etanș, sub presiune, de formă cilindrică, flotorul menționat fiind prevăzut cu mijloace pentru a împiedica contactul direct între porțiunea de diametru cilindric maxim, menționată, a flotorului de 50 presurizare și interiorul pereților laterali ai containerului cilindric, la care, în timpul funcționării sistemului, containerul este umplut cu un material vâscos prin deschiderea sa de încărcare și descărcare astfel încât flotorul de presurizare se ridică în interiorul containerului etanș, sub presiune, și crează o etanșare pentru materialul vâscos, între porțiunea de diametru maxim a flotorului de presurizare și interiorul pereteților laterali 55 ai containerului și prin aplicarea, de la partea superioară, a unei presiuni de gaz inert, asupra flotorului de presurizare, flotorul de presurizare respectiv va forța materialul vâscos să iasă din container, prin deschiderea de încărcare și descărcare.

în timpul funcționării, când containerul este umplut cu material vâscos, direct prin orificiul de admisie și evacuare, flotorul de presurizare se ridică în containerul etanș, sub 60 presiune, și se realizează o etanșare cu material vâscos, între regiunea de interfață a flotorului de presurizare și interiorul pereților laterali ai containerului. Prin aplicarea, sub presiune, a gazului inert prin partea superioară, flotorul de presurizare va forța materialul vâscos din container, împingându-l afară prin orificiul de admisie și evacuare. Dispozitivul conform invenției poate fi reumplutîn mod repetat și reutilizat, fără nici o curățare și fără 65 nici o recondiționare intermediară a containerului.

Se dă, în continuare, un exemplu concret de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1+6, care reprezintă:

- fig.1, vedere frontală, a unui dispozitiv de distribuire a unui material vâscos, conform invenției, în stare umplută; 70

-fig.2, detaliu privind flotorul de presurizare, peretele lateral și modul de etanșare cu materialul vâscos;

- fig.3, vedere frontală, a unui dispozitiv de distribuire a unui material vâscos, conform invenției, în stare golită;

- fig.4, vedere frontală, parțială, a flotorului, conform invenției; 75

- fig.5, secțiune transversală a flotorului din fig.4, după direcția 5-5;

- fig.6, vedere frontală a unei variante de flotor, conform invenției.

în fig. 1, dispozitivul este alcătuit dintr-un cilindru de presiune 8, cu pereții laterali 10, cu un fund rotunjit 12 și un capac rotunjit 14. în interiorul rezervorului cilindric 10, există permanent un flotor de presurizare 16. Flotorul de presurizare 16 are o calotă 8o inferioară rotunjită 18, cu balastul 20 fixat în interiorul suprafeței de așezare 30. □ porțiune a calotei sale superioare 22 este situată deasupra calotei inferioare 18. Greutatea calotei inferioare rotunjite 18, calota superioară 22 și balastul 20 sunt astfel calibrate, încât grutatea lor să fie ceva mai mare decât greutatea volumului de material vâscos, înlocuit de proiectatul corp inferior al flotorului 16. Pentru multe materiale 8 5 vâscoase obișnuite, cum ar fi, de exemplu, unsorile industriale dense, densitatea specifică este destul de uniformă. Utilizând materiale cu o gamă largă de densități, alegerea balastului 20 se poate face în așa fel, încât corpul inferior 18 să fie mai greu decât corpul superior.

Flotorul 16 este proiectat în așa fel, încât să aibă o secțiune transversală, 90 circulară (fig.4], care este mai mică, în diametru, decât diametrul interior al cilindrului

RO 116070 Bl

8. Cu referire la fig. 1 și 2, când cilindrul 12 este umplut în partea sa inferioară, cu materialul vâscos 23 și este apăsat în partea sa superioară 25, cu un gaz inert, cum ar fi, de exemplu, azot, flotorul 16 va “pluti” pe materialul vâscos, nivelul materialului vâscos 23 tinde să ajungă la aproximativ același nivel cu zona de interfață 26 dintre calota inferioară rotunjită 18 și porțiunea de calotă superioară 22 a flotorului 16. Azotul sub presiune este alimentat în cilindru printr-un orificiu de admisie 29. Pentru cilindrii mai mari, de exemplu de peste 94,6 dm³ (25 galoane), azotul poate fi alimentat sub presiune constantă, adică dintr-un rezervor cu azot. Pentru cilindrii de diametru mai mic, cilindrul poate fi încărcat cu un volum predeterminat de azot, de exemplu, la 6,89x105Nm² (1OO psi], iar acesta va trebui să asigure forța necesară îndepărtării materialului vâscos 23 din cilindru.

Porțiunea calotei superioare 22 a flotorului 16 prezentat este rotunjită, dar - dacă se dorește - poate avea și alte forme. Totuși, forma rotundă cu orificiu (deschiderea] de eliminare a umezelii 27 funcționează bine și evită pătrunderea oricărui material vâscos în flotorul 16, însă permite ca flotorul 16 să se umple cu gaz inert sub presiune.

Referitor la fig. 1+5, cel puțin trei aripioare 24 sunt amplasate în zona de intersecție 26 dintre fundul inferior, rotunjit 18 și porțiunea superioară 22 a flotorului 16 și aripioarele respective 24 sunt proeminente în afară, aproximativ 6,3 mm (1/4] (vezi fig.4 și 5). Funcție de tipul particular de material vâscos livrat de sistem, spațiul dintre zona de intersecție 26 a flotorului 16 și pereții laterali 10 ai cilindrului 8 poate fi optimizat, în scopul realizării unei etanșări suficiente.

De asemenea, este necesar ca dimensiunile aripioarelor 24 să fie ajustate. Prezența aripioarelor 24, în zona de intersecție 26 a flotorului 16, este necesară pentru răzuirea materialului vâscos 23 de pe pereții laterali 10 ai cilindrului 8. La o funcționare normală, aripioarele 24 nu vin, de cele mai multe ori, în contact cu pereții laterali 10 ai cilindrului 8. Chiar și atunci când există contact între aripioarele 24 și pereții laterali 10, aceste aripioare vor răzui din stratul de material vâscos 23, de pe pereții laterali 10, straturi subțiri (nefigurate] de material vâscos 23, care vor fi reumplute rapid, datorită presiunii acestui material.

Referitor la fig.2, distanța dintre zona de intersecție 26 a flotorului 16 și pereții laterali 10 ai cilindrului, este suficient de strânsă, dar nu se ating, astfel încât materialul vâscos 23 însuși crează o etanșare de gaz sub presiune în raport cu flotorul 16. Presiunea azotului gazos exercitată asupra flotorului 16 și greutatea proprie a flotorului 16 vor fi alese în așa fel, încât să împingă în jos materialul vâscos 23 și să-l evacueze prin orificiul (deschiderea) 28 prevăzut în porțiunea inferioară 12 a cilindrului.

Referitor la fig. 1 și 4, în partea de sus a calotei superioare 22 a flotorului 16, este practicat un mic orificiu de scurgere 27. Acest orificiu de scurgere 27 face posibilă umplerea spațiului din interiorul flotorului 16 cu azot gazos sub presiune astfel, încât cilindrul 8 să poată fi umplut cu un volum maxim de azot gazos.

Referitor la fig.3, când cilindrul 8 este aproape golit de materialul vâscos 23, suprafața de așezare a flotorului 16 se va așeza pe suprafața frontală a orificiului de descărcare 28, închizându-l complet, în așa fel încât nici o cantitate de material vâscos sau azot gazos să nu mai poată fi evacuată, chiar dacă valva 31 este deschisă. în acest punct, curgerea materialului vâscos 23 din cilindrul 8 este complet oprită, iar utilizatorul

RO 116070 Bl

140 va ști că cilindrul 8 trebuie reîncărcat cu o nouă cantitate de material vâscos 23. La reîncărcarea containerului 8 cu material vâscos 23, materialul vâscos 23 va fi pompat în sens invers în cilindrul 8, prin același orificiu de evacuare (descărcare) deschis 28. Acest curent ascendent de material vâscos 23 va împinge în sus flotorul 16, cât mai aproape de capacul superior 14 al cilindrului 8. Când cilindrul 8 este reîncărcat cu materialul vâscos 23, acesta poate fi din nou descărcat, așa cum s-a descris mai sus.

Fundul rotunjit al flotorului 16 corespunde cel mai bine sistemului adoptat, împingând în jos marea majoritate (aproximativ 97%) de material vâscos 23 pentru un cilindru de 22 galoane (1 galon=4,54l). Spre deosebire de acesta un sistem obișnuit care utilizează un piston împingător plat evacuează pentru livrare mai puțin de 90% din conținutul său.

Deoarece etanșarea dintre flotorul 16 și pereții laterali 10 ai cilindrului 8 este formată de materialul vâscos 23, pe interiorul pereților laterali 10 ai cilindrului 8 și un mic spațiu, situat în zona de intersecție 26 a flotorului 16, există o mică problemă în legătură cu materialul vâscos 23, răzuit în cursa de întoarcere și depus în porțiunea superioară 22 a calotei superioare, a flotorului 16, și umplerea din nou cu gaz a regiunii superioare de umplere 25 la urcarea și coborârea flotorului 16. Funcție de vâscozitatea specifică a materialului vâscos 23, utilizat în sistem, un strat subțire din acest material vâscos 23 poate rămâne pe pereții laterali 10 ai cilindrului 8. Totuși, aceasta nu constituie o problemă, deoarece: a) azotul gazos previne oxidarea și uscarea materialului vâscos 23; b) răzuirea nu are loc.

Conform invenției, sistemul funcționează foarte bine pentru lubrifianții cu viscozitate mică, așa cum ar fi lubrifianții notați de la O, 1, 2, 3 și mai mult, conform Național Lubricating Grease Institute (NGLI) și lubrifianții și alte materiale având o viscozitate din cauza căreia nu pot fi turnate ușor. Totuși, deoarece majoritatea lubrifianților denși au aproximativ aceeași greutate specifică, un flotor cu un balast 20, bine dimensionat pentru un anumit lubrifiant, va funcționa corespunzător pentru majoritatea lubrifianților.

Fig.6 este o vedere a variantei de flotor 32. La acest flotor 32, corpul superior curbat 34 și corpul inferior curbat 36 se îmbină între ele cu un element intermediar de secțiune cilindrică 38. 0 multitudine de aripioare 40, în loc să vină într-un singur punct, pot avea forma unei lame plane cu o muchie 42. Aripioarele 40 sunt situate de-a lungul secțiunii intermediare cilindrice 38. Un locaș de scurgere 42 este prevăzut, în partea de deasupra a corpului superior 34, permițând, în felul acesta, pătrunderea gazului în interiorul flotorului 32. Acest flotor 32 este foarte rezistent, în cazul lovirii accidentale a cilindrului.

Spre deosebire de cele revendicate în prezenta invenție, sistemele cunoscute bazate pe tehnicile anterioare necesită o ajustare foarte strânsă între pereții interiori ai cilindrului și tamburul/pistonul de împingere. Aceste dispozitive sunt, de asemenea, sensibile la defectări și avarii, de exemplu, cilindrul sau pistonul se pot deforma sau pot fi lovite ușor, pe circumferința exterioară și pistonul plat se blochează.

Tamburi din oțel sudat extrem de rar perfect cilindrici.

De asemena, la dispozitivele cunoscute utilizând sistemul cu piston plat, partea superioară a pistonului plat colectează, invariabil, lubrifiant în spatele său. Eventual,

145

150

155

160

165

170

175

RO 116070 Bl tamburul trebuie să fie deschis, scos și curățat. Astfel, în multe cazuri produsele nu mai pot fi utilizate, de exemplu, în cazul când atmosfera este poluată (de exemplu în minele de cărbuni] sau acolo unde produsele sunt sensibile la contaminare și/sau la aer (de exemplu, produsele alimentare/farmaceutice). Chiar dacă produsul nu este deteriorat, curățarea cilindrului necesită timp suplimentar și, în plus, se lucrează în condiții de murdărie excesivă.

Invenția utilizează azot gazos, ca forță motoare, deoarece acesta nu se usucă, nu este costisitor, este inert și nu se dizolvă în soluția materialului vâscos, așa cum se întâmplă, de exemplu, în cazul dioxidului de carbon. Se pot utiliza, de asemenea, și alte gaze inerte, cum ar fi heliul și argonul, dar acestea sunt mult mai scumpe.

Domeniul presiunilor de lucru este de la 1,378x1O⁵Nm² la 8,274x10⁵Nm'² (20 la 120 p.s.i), pentru majoritatea materialelor vâscoase, domeniul presiunii optime fiind ales în funcție de viscozitatea concretă a materialului vâscos.

Claims (11)

1. Dispozitiv reutilizabil, pentru distribuirea unui material vâscos, destinat distribuirii materialelor vâscoase dense, constând dintr-un container (8) etanș, sub presiune, având pereții laterali (10) de formă, în general, cilindrică, un orificiu de admisie (23) a unui gaz inert în partea sa superioară și o deschidere de încărcare și descărcare (28) pentru materialul vâscos, la partea inferioară, caracterizat prin aceea că un flotor de presurizare (16) este dispus în interiorul containerului (8) etanș sub presiune menționat, flotorul de presurizare (16) având o calotă inferioară (18) și o calotă superioară (22), diametrul cilindric maxim (26) al flotorului de presurizare (16) fiind mai mic decât diametrul interior al containerului (8) etanș, sub presiune, de formă cilindrică, flotorul (16) menționat fiind prevăzut cu mijloace pentru a împiedica contactul direct între porțiunea de diametru cilindric maxim (26) menționată a flotorului de presurizare (16) și interiorul pereților laterali (10) ai containerului cilindric (8), la care, în timpul funcționării sistemului, containerul este umplut cu un material vâscos (23) prin deschiderea sa de încărcare și descărcare (28) astfel încât flotorul de presurizare (16) se ridică în interiorul containerului (8) etanș sub presiune și crează o etanșare pentru materialul vâscos, între porțiunea de diametru maxim (26) al flotorului de presurizare (16) și interiorul pereteților laterali ai containerului (8) și prin aplicarea de la partea superioară a unei presiuni de gaz inert asupra flotorului de presurizare (16), flotorul de presurizare respectiv va forța materialul vâscos (23) să iasă din containerul (8) prin deschiderea de încărcare și descărcare (28).

2. Dispozitiv conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că flotorul de presurizare (16) este îngreunat, astfel încât greutatea materialului vâscos (23), împins de către calota inferioară (18), să fie aproximativ egală cu greutatea flotorului de presurizare (16).

3. Dispozitiv conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că calota inferioară (18) este îngreunată cu balast (20).

4. Dispozitiv conform revendicărilor 1-3, caracterizat prin aceea că o porțiune inferioară (12) a containerului etanș, sub presiune, este rotunjită, iar calota inferioară

RO 116070 Bl (18) a flotorului de presurizare (16) este, de asemenea, rotunjită și este prevăzută cu o suprafață de așezare (30) pe deschiderea (28) de încărcare și descărcare cu material vâscos, pentru a opri curgerea materialului vâscos (23) atunci când cilindrul (8) este practic golit de materialul vâscos (23).

5. Dispozitiv conform revendicărilor 1-4, caracterizat prin aceea că o porțiune superioară (22) a flotorului (16) este rotunjită și este prevăzută cu o deschidere (27), pentru a permite presurizarea cu gaz inert a spațiului din interiorul flotorului de presurizare (16).

6. Dispozitiv conform revendicărilor 1-5, caracterizat prin aceea că mijloacele de împiedicare a contactului direct între porțiunea de diametru maxim (26) a flotorului de presurizare (16) și interiorul pereților lateriali (10) ai cilindrului constau din mai multe aripioare (24) pornind din vecinătatea zonei de interfață a flotorului de presurizare (16) și orientate către exteriorul acestei zone, aripioarele (24) menționate fiind prevăzute cu puncte de capăt, care nu intră, în general, în contact cu suprafața interioară a pereților laterali (10) ai cilindrului (8), iar în cazul în care o fac, lasă doar niște urme ușoare de trecere în materialul vâscos (23) din interiorul pereților laterali (10) ai cilindrului (8), urme care se umplu cu ușurință din nou.

7. Dispozitiv conform revendicărilor 1-6, caracterizat prin aceea că gazul inert este azot, aflat întrun interval de presiune de aproximativ 1,378 x 1O⁵ N.m'²....8,274 x 1O⁵ N.m².

8. Dispozitiv conform revendicărilor 1-7, caracterizat prin aceea că, în aval de deschiderea (28) de descărcare și încărcare a materialului vâscos, este prevăzută o supapă (31) pentru controlul curgerii materialului vâscos (23).

9. Dispozitiv conform revendicărilor 1-8, caracterizat prin aceea că cilindrul sub presiune (8) este conectat la o sursă de alimentare constantă, cu gaz inert, pentru a se menține o presiune relativ constantă a gazului inert în interiorul cilindrului.

10. Dispozitiv conform revendicărilor 1-9, caracterizat prin aceea că cilindrul sub presiune (8) este presurizat cu o cantitate predeterminată de gaz inert, care servește la golirea repetată a materialului vâscos (23) din cilindrul respectiv.

11. Dispozitiv conform revendicărilor 1 -1 □, caracterizat prin aceea că materialul vâscos (23) utilizat este de tip industrial, de înaltă viscozitate și lubrifiant pentru autovehicule.