BRPI0707624B1 - Sistema de preenchimento para preencher substância em recipientes e método de operação do mesmo - Google Patents
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Abstract
sistema de preenchimento para preencher substância em recipientes. a presente invenção refere-se a um sistema de preenchimento. um objetivo da invenção é proporcionar um sistema de preenchimento com um número reduzido de balanças incluídas para fornecer entrada para controlar a operação de preenchimento. o sistema tem uma balança eletrônica incorporada em pelo menos duas seções de pesagem separadas sendo dispostas para pesar individualmente as unidades de transporte que seguram recipientes a ser preenchidos, enquanto as unidades de transporte passam pelas seções de pesagem. a operação do sistema de preenchimento inclui operações em relação a informações de pesagem obtidas das seções de pesagem. o sistema de preenchimento, de acordo com a invenção, pode incluir apenas duas balanças, o que é significativamente menos do que os sistemas conhecidos, que incluem uma balança individual para cada unidade de transporte.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE PREENCHIMENTO PARA PREENCHER SUBSTÂNCIA EM RECIPIENTES E MÉTODO DE OPERAÇÃO DO MESMO.
A presente invenção refere-se a um sistema de preenchimento para encher um recipiente com uma substância. A invenção refere-se ainda a um método de operação de tal sistema de preenchimento.
O preenchimento de recipientes com uma ou mais substâncias é um trabalho comum de acondicionar substância, por exemplo, para fins de transporte ou de armazenamento. No campo de preenchimento de contêineres com gás, como gás liquefeito de petróleo - também conhecido como, usa-se com freqüência plataformas giratórias e carrosséis. Os contêineres são transportados e transferidos para a plataforma giratória ou carrossel, onde eles são recebidos por unidades de preenchimento e cada um é continuamente pesado em uma balança eletrônica. As baianças são conectadas a um sistema de controle, que controla o preenchimento dos recipientes em resposta a sinais oriundos das balanças, sendo que os sinais são proporcionais à quantidade de substância preenchida nos recipientes. Este tipo de preenchimento é usado para preencher diversas centenas ou mesmo milhares de recipientes por hora com LPG. Para obter tal alta capacidade de preenchimento, as plataformas giratórias ou carrosséis são equipados com múltiplas, normalmente, pelo menos uma dúzia, de unidades de preenchimento, cada uma tendo uma balança incluída para o preenchimento de muitos recipientes de uma vez, o que é realizado em um ciclo onde os recipientes são recebidos em uma primeira posição, são preenchidos durante a rotação das plataformas giratórias ou carrosséis, para levar os recipientes preenchidos para uma segunda posição onde eles são descarregados. Embora este método conhecido de preenchimento de recipientes funcione muito bem, ele requer, no entanto, um grande número de balanças e equipamento de controle correspondente. Um sistema deste tipo é conhecido, por exemplo, da WO 9939130 A2.
Um objetivo da invenção é proporcionar um sistema de preenchimento com um número reduzido de balanças incluídas, assim como um método correspondente de operar tais sistemas. Um outro objetivo é proporcionar um sistema de preenchimento tendo ao menos uma capacidade que seja igual ao tipo conhecido de sistemas de preenchimento, assim como um método de operar o sistema para obter tal capacidade. Outros objetivos aparecerão a partir da descrição, das reivindicações e das figuras anexas.
Um primeiro aspecto da invenção envolve um sistema de preenchimento que compreende:
- uma pluralidade de unidades de transporte, cada uma sendo equipada para receber e transportar ao menos um recipiente,
- um sistema de distribuição de substância compreendendo um meio de preenchimento disposto com relação às unidades de transporte para o preenchimento de substância em pelo menos um recipiente, enquanto o dito ao menos um recipiente é transportado por uma unidade de transporte,
- um meio de acionamento disposto para mover as unidades de transporte,
- um caminho ao longo do qual as unidades de transporte são movidas pelo meio de acionamento, o dito caminho sendo proporcionado para suportar as ditas unidades de transporte enquanto estão sendo movidas,
- um sistema de controle para controlar a operação do sistema de preenchimento, e
- ao menos uma balança eletrônica incorporada em cada uma de ao menos duas seções separadas e substancialmente horizontais do caminho, onde as ditas seções são adaptadas para proporcionar seções de pesagem distribuídas no caminho, as ditas seções de pesagem sendo dispostas para pesar as unidades de transporte individualmente, incluindo qualquer recipiente e substância presente, enquanto as unidades de transporte estão passando pelas seções de pesagem ao serem movidas pelo meio de acionamento e onde a operação do sistema de preenchimento inclui operações em relação à informação de pesagem obtida pelas seções de pesagem.
A informação de pesagem obtida ao passar pelas seções de pesagem fornece informação suficiente de modo a, dentro de uma tolerância aceitável, prever quando uma quantidade predeterminada de substância foi preenchida em um recipiente. Sendo assim, o sistema de preenchimento, de acordo com a invenção, pode incluir apenas duas balanças, isto é, uma para cada uma das duas seções de pesagem, embora possa haver qualquer número de unidades de transporte. Isso é significativamente menos do que os sistemas conhecidos, que incluem uma balança para cada unidade de transporte e assim, normalmente, pelo menos doze balanças para um sistema que tenha doze unidades de transporte. O sistema de preenchimento, de acordo com a invenção, pode incluir qualquer número de unidades de transporte, como de 6 a 36, tal como 6, 12, 24 ou 36, ou qualquer outro número entre os números mencionados ou um número mais alto e ser operado usando apenas duas balanças. Balanças adicionais podem ser usadas para aumentar a precisão, realizar outras operações, verificar a pesagem etc.
As balanças são incorporadas em seções de pesagem do caminho separadas, as ditas seções estando posicionadas com uma distância na direção do caminho. As seções de pesagem são dispostas para pesar as unidades de transporte individualmente, inclusive qualquer recipiente e substância presentes, enquanto as unidades de transporte estão passando pelas seções de pesagem. A informação, no que diz respeito à quantidade de substância preenchida em pelo menos dois casos na seqüência de preenchimento, pode ser obtida. Esta informação de pesagem forma uma base para operar o sistema de preenchimento, como permitir o cálculo de um tempo total de preenchimento, que é necessário para preencher, de maneira apropriada, os recipientes, assim como operar o meio de preenchimento. As características do sistema de preenchimento, de acordo com a invenção, podem ser implementadas em um sistema de carrossel ou plataforma giratória, onde a capacidade de preenchimento, isto é, o número de recipientes que pode ser preenchido por unidade de tempo, pode corresponder às capacidades dos sistemas conhecidos.
O caminho pode ser circular e o sistema de preenchimento ser implementado como um carrossel ou ele pode ser oval ou ter um formato tipo polígono, onde as unidades de transporte são transportadas em um cir4 cuito fechado e onde o preenchimento pode acontecer durante a maior parte deste circuito fechado. Ou a parte do caminho onde acontece o preenchimento pode ter qualquer formato. Isso pode incluir uma parte linear onde os recipientes são transportados em uma direção linear apenas. O caminho pode ser elevado, por exemplo, em uma posição suspensa onde as unidades de transporte ficam penduradas nos caminhos. Além disso, as unidades de transporte e o meio de preenchimento podem ser integrados. Isso pode incluir uma modalidade onde os recipientes são engatados apenas em suas aberturas de preenchimento, por exemplo, um gargalo, pelas unidades de transporte/meio de preenchimento e são transportados também, desta maneira, pelo menos durante a operação de preenchimento.
Uma modalidade preferida do sistema de preenchimento envolve colocar ao menos duas seções de pesagem, em posições a jusante de uma posição do caminho onde o preenchimento deve ser iniciado e a montante de uma posição onde o preenchimento deve ser completado. O termo a jusante indica uma posição posicionada na direção em que as unidades de transporte são movidas e o termo a montante indica uma posição posicionada em uma direção que é oposta à direção em que as unidades de transporte são movidas. Uma primeira seção de pesagem colocada após uma posição do caminho onde o preenchimento deve ser iniciado pode proporcionar uma primeira indicação de uma quantidade preenchida no recipiente, quantidade esta que pode ser usada para calcular uma taxa de preenchimento, isto é, a quantidade de substância preenchida por unidade de tempo. A taxa de preenchimento pode então ser usada para calcular o tempo de preenchimento para atingir um primeiro nível de preenchimento predeterminado. Uma segunda seção de pesagem colocada antes de uma posição onde o preenchimento deve ser completado, pode proporcionar uma segunda indicação de uma quantidade preenchida no recipiente, por exemplo, para verificar se o primeiro nível predeterminado foi obtido e/ou para calcular a taxa de preenchimento novamente com base em um período de tempo maior do que a primeira taxa de preenchimento calculada. A segunda indicação de quantidade preenchida também pode ser usada para calcular uma quantida5 de remanescente ainda a ser preenchida no recipiente assim como um tempo de preenchimento remanescente para uma operação de preenchimento até o topo.
Uma outra modalidade preferida do sistema inclui que ao menos uma seção de pesagem seja colocada em uma posição a jusante de uma posição do caminho onde os recipientes preenchidos são descarregados das unidades de transporte e uma posição a montante de uma posição onde os recipientes a serem preenchidos são recebidos pelas unidades de transporte. Tal seção de pesagem pode ser usada para obter um peso de tara da unidade de transporte. Qualquer substância derramada ou outro material geralmente indesejado que esteja presente aleatoriamente na unidade de transporte comprometería, de outra maneira, a precisão da operação de preenchimento, por exemplo, levaria ao preenchimento de menos substância no recipiente do que o pretendido.
Uma outra modalidade preferida do sistema inclui que ao menos uma seção de pesagem seja colocada em uma posição a jusante de uma posição do caminho onde os recipientes a serem preenchidos são recebidos pelas unidades de transporte e a montante de uma posição onde o preenchimento deve ser iniciado. Tal seção de pesagem pode ser usada para obter um peso de tara da unidade de transporte, incluindo um recipiente.
Ainda uma outra modalidade preferida do sistema de preenchimento inclui que ao menos uma seção de pesagem seja colocada em uma posição a jusante de uma posição do caminho onde o preenchimento deve ser completado e a montante de uma posição onde os recipientes preenchidos são descarregados das unidades de transporte. Tal seção de pesagem pode ser usada para verificar o peso da unidade de transporte, o recipiente e a substância preenchidos no recipiente. Quando o peso da tara da unidade de transporte e do recipiente é conhecido, isso pode fornecer informações referentes à quantidade de substância que já foi realmente preenchida no recipiente, tal que, por exemplo, a quantidade preenchida possa ser verificada com relação a uma quantidade desejada, um intervalo de aceitação, uma quantidade máxima, uma quantidade mínima, etc.
Uma outra modalidade preferida do sistema de preenchimento inclui que ao menos uma roda ou rolo seja disposto entre cada unidade de transporte e o caminho para proporcionar suporte móvel à unidade de transporte. Alternativamente, ao menos uma sapata deslizante pode ser disposta de uma maneira similar. Isso proporciona um contato direto adequado entre a unidade de transporte via roda, rolo ou sapata deslizante com o caminho e assim, também com as seções de pesagem incorporadas no caminho. Prefere-se uma roda, porque ela proporciona oportunidade de pesar a unidade de transporte etc., em todo o comprimento da seção de pesagem e, assim, proporciona tempo máximo para realizar a operação de pesagem. Isso é vantajoso, desde que o comprimento da seção de pesagem tem que ser menor do que a largura da unidade de transporte, aqui, a distância centro a centro entre as rodas de duas unidades de transporte adjacentes, já que apenas uma unidade de transporte pode estar presente na seção de pesagem de cada vez para realizar uma pesagem individual. Isso aumenta bastante a capacidade do sistema de preenchimento, já que as unidades de transporte podem ser movidas mais rápido e as operações de pesagem ainda podem ser feitas com precisão suficiente.
Uma outra modalidade preferida do sistema de preenchimento inclui que o caminho seja feito em seções feitas de trilhos ou perfis de metal tipo trilho. Trilhos e perfis de metal proporcionam uma sólida estrutura durável a um custo razoável.
Uma modalidade preferida adicional do sistema de preenchimento inclui cada unidade de transporte tendo ao menos dois braços de suporte, os ditos braços de suporte sendo articulados com relação às unidades de transporte em uma extremidade e articulados com relação a uma seção central do meio de acionamento em uma extremidade oposta, onde cada unidade de transporte, um conjunto de dois braços e a dita seção central são dispostos para formar, estruturalmente, um paralelogramo que suporta a dita unidade de transporte. Os dois braços de suporte, articulados à unidade de transporte e dispostos de modo a formar um paralelogramo em combinação com os outros componentes, proporcionam a função que, quando o recipien7 te carregando parte da unidade de transporte é horizontal quando a unidade de transporte é instalada, então ele é mantido na horizontal em todos os momentos a despeito de qualquer variação mínima no caminho, como um pequeno desvio a partir de um plano horizontal comum do caminho. Se o recipiente que carrega parte da unidade de transporte não for horizontal, a carga do recipiente será introduzida nos braços de suporte, onde a carga total não é transferida para as seções de pesagem. Isso é evitado pelo paraleiogramo e a precisão na pesagem é mantida.
O sistema de preenchimento, de acordo com a invenção, pode ser usado para qualquer substância, por exemplo, um pó, um gás, um fluido ou um líquido, ou uma combinação de tais substâncias, ou ela pode estar em grânulos ou uma pluralidade de pedaços com diferentes tamanhos, mesmo pedaços maiores, por exemplo, vegetais como cenouras, batatas etc. Um uso preferido do sistema é para o preenchimento de recipientes com um gás liquefeito, em particular, um gás liquefeito de petróleo (LPG).
Algumas ou todas as modalidades mencionadas anteriormente do sistema de preenchimento, de acordo com a invenção, podem ser combinadas e incluídas em um sistema de preenchimento.
Um outro aspecto da invenção refere-se a um método de operação de um sistema de preenchimento para o preenchimento de substância em recipientes, onde a operação do sistema de preenchimento para preencher um recipiente inclui as etapas de:
a) ter uma unidade de transporte recebendo um recipiente,
b) iniciar o preenchimento da substância no recipiente e registrar a hora de início de preenchimento,
c) continuar o preenchimento por um período de tempo predeterminado t1,
d) enquanto a unidade de transporte está passando por uma primeira seção de pesagem do caminho, pesar uma massa total da unidade de transporte, do recipiente e da substância preenchida no recipiente,
e) calcular uma quantidade de substância A1 preenchida durante o período de tempo t1 subtraindo-se anteriormente massas determinadas da unidade de transporte e recipiente da massa total obtida na etapa d),
f) calcular uma taxa de preenchimento durante o período de tempo t1,
g) calcular um tempo de preenchimento remanescente t2 com base na taxa de preenchimento calculada durante o período de tempo t1 para atingir uma primeira quantidade preenchida predeterminada A2,
h) continuar o preenchimento no período de tempo calculado t2,
I) enquanto a unidade de transporte está passando por uma segunda seção de pesagem do caminho, pesar uma massa total da unidade de transporte, do recipiente e substância preenchida no recipiente,
j) calcular uma quantidade de substância A2 preenchida durante o período de tempo t2 subtraindo-se massas determinadas anteriormente da unidade de transporte, do recipiente e quantidade preenchida anteriormente de substância A1 da massa total obtida na etapa i),
k) calcular uma taxa de preenchimento durante o período de tempo t2,
l) calcular um tempo de preenchimento remanescente t3 com base na taxa de preenchimento calculada durante o período de tempo t2 para alcançar uma segunda quantidade preenchida A3 predeterminada,
m) continuar o preenchimento no período de tempo calculado t3.
Por este método, o sistema de preenchimento pode ser operado com base na entrada de apenas duas balanças. Operando o preenchimento para alcançar uma primeira quantidade predeterminada primeiro e, depois disso, preencher até alcançar a segunda quantidade predeterminada, o risco de que muita ou pouca substância seja preenchida no recipiente é reduzido, isto é, um alto grau de precisão é obtido no preenchimento embora apenas duas balanças sejam usadas. O preenchimento pode ser continuado ou descontinuado enquanto a pesagem é realizada, isto é, pode haver ou não um atraso entre os períodos de tempo t2 e t1, assim como t3 e t2.
Uma outra operação do sistema de preenchimento inclui que as etapas a) a m) sejam seguidas pelas etapas de:
n) enquanto a unidade de transporte está passando por uma outra seção de pesagem N do caminho, pesar uma massa total da unidade de transporte, do recipiente e da substância preenchida no recipiente,
o) calcular uma quantidade de substância A(N-1) preenchida durante um período de tempo anterior t(N-1) subtraindo-se massas determinadas anteriormente da unidade de transporte, do recipiente e uma quantidade precedente de substância A(N-2), que foi preenchida no recipiente em um período de tempo t(N-2) antes do dito período de tempo anterior t(N-1), da massa total obtida na etapa n),
p) calcular uma taxa de preenchimento durante o dito período de tempo anterior t(N-1),
q) calcular um período de tempo de preenchimento remanescente t(N) com base na taxa de preenchimento calculada durante o dito período de tempo anterior t(N-1) para alcançar uma outra quantidade preenchida predeterminada A(N),
r) continuar o preenchimento durante o período de tempo remanescente calculado t(N), e
s) enquanto a quantidade preenchida for menor do que uma quantidade final predeterminada, repetir as etapas n) - r) até a dita quantidade final ser obtida.
Ao empregar uma outra seção de pesagem, o que significa que três ou mais balanças são empregadas, é possível obter um grau de precisão mais alto do preenchimento. Ao usar mais balanças, o processo de preenchimento pode ser dividido em múltiplas seqüências, cada uma usada para alcançar sucessivamente uma quantidade preenchida mais alta. Deste modo, o preenchimento pode ser realizado gradualmente de modo a alcançar a quantidade final com um grau de precisão muito alto.
Uma operação preferida do sistema de preenchimento inclui que as etapa a) a k) ou etapas n) a s) sejam seguidas pelas etapas de:
- enquanto a unidade de transporte está passando por uma seção de pesagem do caminho, pesar uma massa total da unidade de transporte, do recipiente e da substância preenchida e
- calcular a quantidade total de substância presente no recipiente ao subtrair massas de tara determinadas anteriormente da unidade de transporte e do recipiente da massa total.
Deste modo, a quantidade total preenchida é encontrada e pode então ser comparada com uma quantidade mínima predeterminada, quantidade máxima etc.
Uma outra operação preferida do sistema de preenchimento inclui que uma razão entre as quantidades predeterminadas A2 e A3, definida como (A3-A2)/A3, seja menor do que 0,25, de preferência, menor que 0,1 e, mais preferido, entre 0,001 e 0,1. Deste modo, a primeira quantidade predeterminada A2 está muito próxima da segunda quantidade predeterminada A3, onde o preenchimento até a quantidade A2 é alcançado é um preenchimento até o topo. Alcançar A2 pode trazer o preenchimento para perto de uma quantidade final desejada e uma pequena quantidade até o topo é calculada e preenchida, a qual proporciona um método preciso de alcançar a dita quantidade final desejada.
Uma outra operação preferida do sistema de preenchimento inclui, enquanto a unidade de transporte está passando por uma seção de pesagem do caminho, uma etapa anterior de pesagem da unidade de transporte para obter uma massa de tara da unidade de transporte. Qualquer substância derramada ou outra matéria genericamente indesejada presente aleatoriamente na unidade de transporte pode ser compensada, assim, na operação de preenchimento.
Ainda uma outra operação preferida do sistema de preenchimento inclui, entre as etapas a) e b), etapas intermediárias de:
- enquanto a unidade de transporte está passando por uma seção de pesagem do caminho, pesar uma massa total da unidade de transporte e um recipiente recebido, e
- calcular uma quantidade potencial de substância residual presente no recipiente subtraindo-se as massas de tara determinadas anteriormente da unidade de transporte e do recipiente da massa total.
Assim, o preenchimento pode ser compensado, de acordo com a substância residual calculada, que com freqüência está presente quando do reabastecimento de recipientes para LPG e outros gases, em que a substância residual pode ter uma qualidade aceitável.
A invenção é descrita abaixo com mais detalhes e com referência às figuras anexas. As figuras exibem exemplos de modalidades da in5 venção e são incluídas apenas para fins informativos.
- A figura 1 mostra um esboço de um sistema de preenchimento de acordo com a invenção, conforme visto a partir de cima, onde são incluídos meios para carregar e descarregar os recipientes. A seta R indica a direção de movimento.
- A figura 2 mostra uma vista lateral de uma unidade de transporte, um recipiente e um meio de preenchimento.
- A figura 3 mostra uma vista frontal de uma unidade de transporte, um recipiente e um meio de preenchimento.
- A figura 4 mostra um sistema, de acordo com a invenção, exi15 bido sem unidades de transporte e tendo um caminho que inclui duas seções de pesagem colocadas entre uma posição onde o preenchimento deve ser iniciado e uma posição onde o preenchimento deve ser completado.
- A figura 5 mostra um sistema, como na Figura 4, onde o sistema está incluindo cinco seções de pesagem.
A figura 1 mostra elementos de um sistema de preenchimento para preencher substâncias nos recipientes 1. Os recipientes 1 são avançados por um transportador 14 até uma posição 9, onde os recipientes 1 a serem preenchidos são recebidos por uma pluralidade de unidades de transporte 2, cada uma estando disposta para receber e transportar pelo menos um recipiente. O preenchimento da substância é realizado enquanto as unidades de transporte 2 são movidas na direção R indicada por uma seta na direção de uma posição 8 onde os recipientes preenchidos 1 são descarregados para o transportador 14. Um sistema de distribuição de substância, compreendendo meios de preenchimento 3, é disposto com relação às uni30 dades de transporte 2 para preencher a substância nos recipientes 1, enquanto é transportada pelas unidades de transporte 2, conforme figuras 2 e 3. Novamente com referência à figura 1, o meio de acionamento 4 é disposto para proporcionar movimento, aqui rotação, das unidades de transporte 2, aqui mostradas como uma seção central 12 disposta no centro de rotação. Os meios de acionamento 4, 12 são conectados às unidades de transporte por braços de suporte 11. Conforme o sistema é mostrado na figura 1, a partir de cima, um caminho 5 substancialmente horizontal e circular, ao longo do qual as unidades de transporte 2 são movidas enquanto são acionadas pelo meio de acionamento 4, só é visível na figura 1 entre as unidades de transporte. O caminho 5 é proporcionado para suportar as ditas unidades de transporte. Detalhes adicionais do caminho 5 são mostrados nas outras figuras. Um sistema de controle para controlar a operação do sistema de preenchimento não é mostrado. Detalhes específicos referentes ao sistema de distribuição de substância, ao meio de preenchimento, ao sistema de controle e ao meio de acionamento para o preenchimento, por exemplo, de gás LPG, são bem-conhecidos daqueles que são versados na técnica. No entanto, a invenção pode ser empregada também em outras aplicações.
As figuras 2 e 3 exibem um recipiente 1 suportado por um recipiente que carrega parte de uma unidade de transporte 1 e meio de preenchimento 3 proporcionado para o preenchimento de uma substância no recipiente 1. É disposta uma roda entre a unidade de transporte 2 e o caminho 5 para proporcionar um suporte móvel 10 à unidade de transporte, tal que o peso da unidade de transporte 2, do recipiente 1, do meio de preenchimento 3 e qualquer substância presente, seja suportado principalmente pelo suporte 10 e transmitido diretamente para o caminho 5 e a partir daí para uma balança eletrônica 6 (figuras 4 e 5), que compreende uma célula de pesagem 16. Duas ou mais rodas ou uma sapata deslizante ou roletes ou qualquer outro meio similar, podem ser usados como o suporte móvel 10. A figura 2 mostra que dois braços de suporte 11 são articulados por meio de articulações 15 à unidade de transporte 2 em uma extremidade e articulados a uma seção central 12 do meio de acionamento em uma extremidade oposta, onde a unidade de transporte 2, um conjunto de dois braços 11 e a seção central 12 formam, estruturalmente, um paralelogramo que suporta a unidade de transporte 2.
As figuras 4 e 5 exibem o sistema de preenchimento sem unidades de transporte 2 e o meio de preenchimento 3 para mostrar informações referentes às balanças eletrônicas 6 e seções de pesagem 7 do caminho 5. Os recipientes 1 são transportados até o local de preenchimento por um transportador 14 e entram em uma posição 9 e saem em uma posição 8. As balanças eletrônicas 6 estão incorporadas, na figura 4, em suas seções separadas do caminho para proporcionar seções de pesagem individuais 7a e 7b, que são distribuídas ao longo do caminho 5. Cada balança eletrônica 6 compreende, de preferência, uma ou mais células eletrônicas de pesagem 16, dependendo do tamanho e das dimensões da seção de pesagem. As seções de pesagem 7a e 7b são dispostas de modo a pesarem as unidades de transporte 2 individualmente, incluindo qualquer recipiente e substância presente, enquanto as unidades de transporte 2 estão passando pelas seções de pesagem 7a e 7b enquanto são movidas pelo meio de acionamento 4, 12. A operação do sistema de preenchimento inclui operações em relação à informação de pesagem obtida das seções de pesagem 7a e 7b. Uma unidade de transporte passará primeiro por uma primeira seção de pesagem 7a, onde o peso de uma unidade de transporte é determinado individualmente, incluindo qualquer recipiente e substância presente, enquanto a unidade de transporte 2 está passando pela dita primeira seção 7a. Um pouco depois, a unidade de transporte passará pela segunda seção de pesagem 7b, onde é realizada uma outra determinação de peso. A partir das duas pesagens individuais, pode ser calculado, por exemplo, quanto o peso total aumentou entre as duas pesagens, onde é obtida uma indicação com relação a uma quantidade de substância preenchida entre as duas pesagens.
Na figura 5, o sistema envolve cinco balanças 6 e cinco seções de pesagem individuais 7a - 7e, que são incorporadas em seções separadas do caminho 5 para proporcionar seções de pesagem individuais distribuídas ao longo do caminho 5. Este sistema exibido na figura 5 é adaptado, de preferência, para o preenchimento de LPG em botijões de gás reciclados. Cada balança eletrônica 6 compreende, de preferência, uma ou mais células eletrônicas de pesagem 16, dependendo do tamanho e das dimensões da se14 ção de pesagem. As seções de pesagem 7a-7e são dispostas para pesar as unidades de transporte 2 individualmente, incluindo qualquer recipiente e substância presente, enquanto as unidades de transporte 2 estão passando pelas seções de pesagem, enquanto são movidas pelos meios de acionamento 4, 12. A operação do sistema de preenchimento inclui operações em relação à informação de pesagem obtida das seções de pesagem 7a-7e. Uma unidade de transporte 2 em uma posição 9 recebe um recipiente 1 a ser preenchido. Antes de o recipiente 1 ser recebido, o peso da tara da unidade de transporte vazia 2 é determinado em uma seção de pesagem 7e. Isso é feito após um recipiente preenchido ter sido descarregado em uma posição de saída 8. A unidade de transporte 2 passará então por uma seção de pesagem 7a, onde o peso da unidade de transporte 2 e do recipiente 1 é determinado, incluindo qualquer substância residual presente no recipiente, enquanto a unidade de transporte 2 está passando pela dita seção 7a. Em uma ocasião anterior, os pesos de tara individuais dos recipientes foram determinados e a informação foi armazenada no sistema de controle que controla a operação de preenchimento. O peso obtido na seção 7a é comparado com a informação armazenada no que diz respeito ao peso de tara do recipiente 1 e ao peso de tara da unidade de transporte 2 determinado na seção 7e, de modo a calcular a presença e a quantidade de qualquer substância residual no recipiente 1. Esta informação é usada para determinar quanta substância é necessária para preencher o recipiente até um nível predeterminado. Agora o preenchimento é iniciado e o tempo inicial é registrado. Um pouco mais tarde a unidade de transporte 2 passa pela seção de pesagem 7b, onde é realizada uma determinação de peso e o tempo decorrido desde que o preenchimento começou é registrado. Uma taxa de fluxo do preenchimento é determinada a partir do tempo de preenchimento e da quantidade preenchida. Isso é usado para extrapolar o tempo de preenchimento necessário para obter um primeiro nível de preenchimento a ser alcançado antes de uma outra pesagem ser realizada na seção 7c. O preenchimento é iniciado novamente e o tempo de início é anotado. Quando o tempo de preenchimento extrapolado se esgota, o preenchimento é interrompido. O peso total é determinado na seção 7c, onde uma taxa de fluxo é determinada para o preenchimento realizado entre as seções 7b e 7c. A quantidade de substância preenchida até este ponto é comparada com um segundo nível de preenchimento predeterminado e um segundo cálculo, na forma de uma extrapolação, é feito para determinar um tempo de preenchimento necessário para alcançar o segundo nível de preenchimento com base na taxa de fluxo. O preenchimento é iniciado novamente e o tempo inicial é anotado. Quando o segundo tempo de preenchimento extrapolado se esgota, o preenchimento é interrompido. O peso total é verificado na seção 7d para ver se a quantidade de substância presente no recipiente está dentro de um intervalo de tolerância predeterminado. Se não, um outro preenchimento, de preferência curto, pode ser realizado adicionalmente antes do descarregamento, ou podese dar ao recipiente 1 um ciclo extra de preenchimento por meio da passagem pelas seções 7e e 7a-7d novamente para obter uma quantidade correta de substância. Neste último caso, nenhum peso de tara é obtido na seção 7e, já que isso já foi obtido anteriormente. O recipiente preenchido 1 é descarregado na posição 9 e a unidade de transporte 2 está pronta para receber um novo recipiente após seu peso de tara ter sido obtido na seção 7e. Exemplo 1:
Em um sistema de preenchimento, de acordo com a invenção, que inclui cinco seções de pesagem, as seguintes etapas são realizadas para preencher 8.000 g (8 kg) de LPG em um botijão de gás:
- uma unidade de transporte é pesada em uma primeira seção de pesagem e sua massa de tara de 40.000 g é obtida,
- um recipiente tendo uma massa de tara conhecida de 560 g é recebido pela unidade de transporte,
- a unidade de transporte e o recipiente são pesados juntos em uma segunda seção de pesagem e têm uma massa total de 40.570 g,
- 10 g de LPG residual são calculados (quantidade residual = massa total menos massa de tara da unidade de transporte menos massa de tara do recipiente = 40.570 g - 40.000 g - 560 g = 10 g),
- o preenchimento com LPG é iniciado e continua por um primei16 ro período de tempo de 3 segundos,
- a unidade de transporte, o recipiente e o teor de LPG são pesados juntos em uma terceira seção de pesagem e têm uma massa total de 42.050 g,
- a quantidade de LPG agora é 42,050 g - 40.000 g - 560 g =
I. 490 g,
- a taxa de preenchimento no primeiro período de tempo é calculada para ser (1.490 g -10 g)/3 segundos = 493,3 g/segundo,
- o segundo período de tempo para alcançar 7.300 g de LPG, deixando assim 700 g para um preenchimento até o topo, é calculado como sendo (7.300 g - 1.490 g)/493,3 g/segundo = 11,777 segundos,
- o preenchimento continua no segundo período de tempo por
II, 777 segundos,
- a unidade de transporte, o recipiente e o teor de LPG são pesados juntos em uma quarta seção de pesagem e têm uma massa total de 47.899 g,
- a quantidade de LPG agora é 47.899 g - 40.000 g - 560 g =
7,339 g,
- a taxa de preenchimento no segundo período de tempo é calculada como sendo (7.339 g - 1.490 g)/ 11,777 segundos = 496,6 g/segundo,
- um terceiro período de tempo para alcançar 8.000 g de LPG é calculado como sendo (8.000 g - 7.339 g)/ 496,6 g/segundo = 1,331 segundo,
- o preenchimento continua no terceiro período de tempo por 1,331 segundo,
- a unidade de transporte, o recipiente e o teor de LPG são pesados juntos em uma quinta seção de pesagem e têm uma massa total de 48.549 g,
- a quantidade de LPG agora é 48.549 g - 40.000 g - 560 g = 7.989 g, que está 11 g abaixo do peso líquido alvo de LPG de 8.000 g.
Deve-se entender que a invenção, conforme descrita no relatório e nas figuras, pode ser modificada e mudada e ainda estar dentro do escopo da invenção, conforme reivindicada adiante.
Claims (17)
- REIVINDICAÇÕES1. Sistema de preenchimento para o preenchimento de substância em recipientes (1), sendo que o dito sistema compreende:- um sistema de controle para controlar a operação do sistema de preenchimento, e- ao menos uma balança eletrônica (6) incorporada em cada uma das pelo menos duas seções separadas e substancialmente horizontais do caminho (5), onde as ditas seções são adaptadas para proporcionar seções de pesagem individuais distribuídas no caminho (7), caracterizado pelo fato de que o sistema adicionalmente compreende:- uma pluralidade de unidades de transporte (2), cada uma estando disposta para receber e transportar ao menos um recipiente (1),- um sistema de distribuição de substância compreendendo um meio de preenchimento (3) disposto com relação às unidades de transporte (2) para o preenchimento de substância em pelo menos um recipiente (1), enquanto o dito ao menos um recipiente (1) é transportado por uma unidade de transporte (2),- um meio de acionamento (4) disposto para mover as unidades de transporte (2),- um caminho (5) ao longo do qual as unidades de transporte (2) são movidas pelo meio de acionamento (4), o dito caminho (5) sendo proporcionado para suportar as ditas unidades de transporte (2) enquanto são movidas, onde- as ditas seções de pesagem (7) são dispostas para pesar as unidades de transporte individualmente, incluindo qualquer recipiente e substância presente, e- as ditas seções de pesagem (7) são de um tipo disposto para pesar as unidades de transporte (2) individualmente, incluindo qualquer recipiente (1) e substância presente, enquanto as unidades de transporte (2) estão passando pelas seções de pesagem (7) quanto são movidas pelo meio de acionamento (4), e- a operação do sistema de preenchimento inclui operações com relação a informações de pesagem obtidas das seções de pesagem (7).
- 2. Sistema de preenchimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ao menos duas seções de pesagem são colocadas em posições a jusante de uma posição do caminho (5) onde o preenchimento deve ser iniciado e a montante de uma posição onde o preenchimento deve ser completado.
- 3. Sistema de preenchimento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ao menos uma seção de pesagem é colocada em uma posição a jusante de uma posição do caminho (5) onde os recipientes preenchidos são descarregados das unidades de transporte (2) e a montante de uma posição onde os recipientes a serem preenchidos são recebidos pelas unidades de transporte (2).
- 4. Sistema de preenchimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ao menos uma seção de pesagem (7) é colocada em uma posição a jusante de uma posição do caminho (5) onde os recipientes a serem preenchidos são recebidos pelas unidades de transporte (2) e a montante de uma posição onde o preenchimento deve ser iniciado.
- 5. Sistema de preenchimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que ao menos uma seção de pesagem (7) é colocada em uma posição a jusante de uma posição do caminho (5) onde o preenchimento deve ser completado e a montante de uma posição onde os recipientes preenchidos são descarregados das unidades de transporte (2).
- 6. Sistema de preenchimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ao menos uma roda ou rolo é disposto entre cada unidade de transporte (2) e o caminho (5) para proporcionar suporte móvel (10) à unidade de transporte (2).
- 7. Sistema de preenchimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ao menos uma sapata deslizante é disposta entre cada unidade de transporte (2) e o caminho (5) para proporcionar suporte móvel (10) à unidade de transporte (2) no cami3 nho (5).
- 8. Sistema de preenchimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o caminho (5) é feito em seções feitas de trilhos ou de perfis de metal tipo trilho.
- 9. Sistema de preenchimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que cada unidade de transporte (2) inclui ao menos dois braços de suporte (11), os ditos braços de suporte (11) sendo articulados às unidades de transporte (2) em uma extremidade e articulados a uma seção central (12) do meio de acionamento em uma extremidade oposta, onde cada unidade de transporte (2), um conjunto de dois braços e a dita seção central (12) são dispostos para formar estruturalmente um paralelogramo que suporta a dita unidade de transporte (2).
- 10. Sistema de preenchimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a substância é um pó, um gás, um fluido ou um líquido ou uma combinação de tais substâncias.
- 11. Sistema de preenchimento, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a substância é um gás liquefeito, em particular, um gás liquefeito de petróleo (LPG).
- 12. Método de operação de um sistema de preenchimento para o preenchimento de substância em recipientes (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, onde a operação do sistema de preenchimento de recipiente é caracterizada por incluir as etapas de:a) ter uma unidade de transporte (2) receber um recipiente (1),b) iniciar o preenchimento da substância no recipiente (1) e registrar a hora de início do preenchimento,c) continuar o preenchimento por um período de tempo predeterminado t1,d) enquanto a unidade de transporte (2) está passando por uma primeira seção de pesagem (7) do caminho (5), pesar uma massa total da unidade de transporte (2), do recipiente (1) e da substância preenchida no recipiente (1),e) calcular uma quantidade de substância A1 preenchida durante o período de tempo t1 subtraindo-se as massas determinadas anteriormente da unidade de transporte (2) e do recipiente (1) da massa total obtida na etapa d),f) calcular uma taxa de preenchimento durante o período de tempo t1,g) calcular um tempo de preenchimento remanescente t2 com base na taxa de preenchimento calculada durante o período de tempo t1 para atingir uma primeira quantidade preenchida predeterminada A2,h) continuar o preenchimento no período de tempo calculado t2,i) enquanto a unidade de transporte (2) está passando por uma segunda seção de pesagem (7) do caminho (5), pesar uma massa total da unidade de transporte (2), do recipiente (1) e da substância preenchida no recipiente (1),j) calcular uma quantidade de substância A2 preenchida durante o período de tempo t2 subtraindo-se as massas determinadas anteriormente da unidade de transporte (2), do recipiente (1) e da quantidade preenchida anteriormente de substância A1 da massa total obtida na etapa i),k) calcular uma taxa de preenchimento durante o período de tempo t2,l) calcular um tempo de preenchimento remanescente t3 com base na taxa de preenchimento calculada durante o período de tempo t2 para alcançar uma segunda quantidade preenchida A3 predeterminada,m) continuar o preenchimento no período de tempo calculado t3.
- 13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as etapas a) - m) são seguidas pelas etapas:n) enquanto a unidade de transporte (2) está passando por uma outra seção de pesagem N do caminho (5), pesar uma massa total da unidade de transporte (2), do recipiente (1) e da substância preenchida no recipiente (1),o) calcular uma quantidade de substância A(N-1) preenchida durante um período de tempo anterior t(N-1) subtraindo-se as massas determinadas anteriormente da unidade de transporte (2), do recipiente (1) e de uma quantidade precedente de substância A(N-2), que foi preenchida no recipiente (1) em um período de tempo t(N-2) antes do dito período de tempo anterior t(N-1), da massa total obtida na etapa n),p) calcular uma taxa de preenchimento durante o dito período de tempo anterior t(N-1),q) calcular um período de tempo de preenchimento remanescente t(N) com base na taxa de preenchimento calculada durante o dito período de tempo anterior t(N-1) para alcançar uma outra quantidade preenchida predeterminada A(N),r) continuar o preenchimento durante o período de tempo remanescente calculado t(N), es) enquanto a quantidade preenchida for menor do que uma quantidade final predeterminada, repetir as etapas n) - r) até a dita quantidade final ser obtida.
- 14. Método onde a operação do sistema de preenchimento, de acordo com as etapas a) - k) da reivindicação 12 ou etapas n) - s) da reivindicação 13, é caracterizada pelo fato de que as referidas etapas são seguidas pelas etapas de:- enquanto a unidade de transporte (2) está passando por uma seção de pesagem (7) do caminho (5), pesar uma massa total da unidade de transporte (2), do recipiente (1) e da substância preenchida, e- calcular a quantidade total de substância presente no recipiente (1) ao subtrair massas de tara determinadas anteriormente da unidade de transporte (2) e do recipiente (1) da massa total.
- 15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que uma razão entre as quantidades predeterminadas A2 e A3, definida como (A3-A2)/A3, é menor do que 0,25, de preferência, menor que 0,1 e, mais preferivelmente, entre 0,001 e 0,1.
- 16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo fato de que a operação do sistema de preenchimento inclui, enquanto a unidade de transporte (2) está passando por uma seção de pesagem (7) do caminho (5), uma etapa anterior de pesar a unida6 de de transporte (2) para obter uma massa de tara da unidade de transporte (2).
- 17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo fato de que a operação do sistema de preenchi5 mento inclui, entre as etapas a) e b) da reivindicação 12, etapas intermediárias de:- enquanto a unidade de transporte (2) está passando por uma seção de pesagem (7) do caminho (5), pesar uma massa total da unidade de transporte (2) e de um recipiente recebido (1), e10 - calcular uma quantidade potencial de substância residual presente no recipiente (1) subtraindo as massas de tara previamente determinadas da unidade de transporte (2) e do recipiente (1) da massa total.
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