ES2644328T3 - Aparato de llenado de tubos - Google Patents
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Description
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DESCRIPCION
Aparato de llenado de tubos Antecedentes de la invencion
Esta invencion se refiere a un aparato de llenado de tubos. En particular, pero no exclusivamente, la invencion se refiere a un aparato para llenar tubos de papel con material vegetal procesado, tal como una mezcla de hierbas, por ejemplo.
Los tubos de papel, celulosa o canamo se llenan frecuentemente mediante material vegetal procesado, tal como una mezcla de hierbas, para permitir que sea encendido de tal manera que pueda ser fumado. Tradicionalmente, los tubos de papel han sido llenados manualmente al insertar una cantidad de mezcla de hierbas en el tubo y despues compactar la mezcla golpeandolo en una superficie dura hasta que se obtenga una densidad deseada. Este proceso manual de llenar tubos normalmente toma aproximadamente dos o tres minutos, dependiendo de la cantidad, calidad y densidad del relleno requerido.
Una serie de diferentes dispositivos se han sugerido para superar los inconvenientes del proceso de llenado manual. En uno de estos dispositivos conocidos se inserta un cartucho compacto de mezcla de hierbas en el tubo de papel utilizando un mecanismo de deslizamiento. El problema con este dispositivo es que solamente se puede llenar un tubo de papel a la vez. En otro dispositivo, que permite que se llenen multiples tubos de papel, se proporciona una serie de tubos dispuestos verticalmente que reciben cavidades en un cuerpo fabricado de poliestireno. Los tubos de papel vacfos se colocan en las cavidades y luego se llenan manualmente con la mezcla de hierbas. La mezcla de hierbas dentro de los tubos de papel se compacta luego al levantar el cuerpo y dejarlo caer sobre una superficie dura. Esto se repite hasta que se ha alcanzado la densidad de relleno deseada. Aunque este dispositivo permite que la mezcla de hierbas en diversos tubos se compacte simultaneamente, una de sus ventajas es que requiere todavfa que un usuario impacte manualmente el ensamblaje de poliestireno sobre una superficie dura.
Todavfa otro dispositivo conocido incluye una serie de soportes de tubo de papel que estan, en uso, llevados en forma giratoria en los extremos de un brazo que se extiende desde un eje dispuesto verticalmente. Los tubos de papel se colocan en cavidades en soportes y se llenan con la mezcla de hierbas. Despues que los tubos se han llenado el eje vertical es girado con el fin de utilizar la fuerza centnfuga para compactar la mezcla de hierbas en los tubos. Una desventaja principal de este dispositivo es que incluye muchos componentes moviles que requieren mantenimiento con el fin de conservarlo en condiciones de trabajo. El dispositivo tambien es voluminoso ya que sus brazos giratorios abarcan una cantidad de espacio. Aun otra desventaja de este dispositivo conocido es que los tubos cargados requieren frecuentemente compactacion adicional para alcanzar la densidad aceptable.
Otro dispositivo, mas compacto, incluye un soporte que tiene de nuevo una serie de cavidades que reciben tubos que, en uso, se disponen verticalmente. El soporte esta soportado sobre una base a la que se une un motor electrico. Se une un contrapeso al eje del motor electrico para provocar que la base vibre con el fin de compactar la mezcla de hierbas en los tubos de papel dentro de las cavidades en el soporte. El soporte es llevado a la parte superior del ensamblaje vibratorio y, adicionalmente se desvfa alrededor del ensamblaje, tambien se requiere que la base y el soporte vibren durante el proceso de compactacion. Se ha encontrado que el desplazamiento de la base es mmimo y, de acuerdo con lo anterior, el efecto en los tubos y la mezcla de hierbas tambien es mmimo. Como un resultado se alcanza un relleno muy suelto, que es poco deseable. La densidad de la mezcla de hierbas es alcanzada al utilizar este dispositivo es aproximadamente la mitad de aquel alcanzado al compactar manualmente la mezcla al golpearla sobre una superficie dura. Se considera que esto se debe al movimiento giratorio que se imparte sobre los tubos cuando se pone a un movimiento de impacto y rebote deseado.
Aun otro dispositivo conocido incluye un ensamblaje de llenado que, en uso, esta soportado por una carcasa que forma la base del dispositivo. Se coloca una serie de tubos de papel en el ensamblaje de llenado y se cargan con la mezcla de hierbas. Dentro de la base se monta un motor electrico para accionar una leva montada sobre un eje. Un acoplamiento mecanico en la forma de una banda transportadora se utiliza para transferir la rotacion del eje del motor al eje que lleva la leva. El ensamblaje de llenado se monta por encima de la leva de tal manera que la rotacion de la leva que lleva el eje resulta en el golpe del fondo del ensamblaje de llenado para administrar una serie de sacudidas o golpes en el ensamblaje de llenado. Para asegurar que la mezcla de hierbas dentro del tubo este compacta, los tubos y cavidades en los que se alojan permiten un ajuste apretado de tal manera que el ensamblaje de llenado y tubo se mueven en armoma durante el proceso de compactacion. Un problema con este dispositivo conocido es que de nuevo incluye muchos componentes moviles. Sin embargo, una desventaja mas seria es que requiere que el ensamblaje de llenado completo vibre para compactar la mezcla de hierbas. El peso combinado de los tubos, la mezcla de hierbas y el ensamblaje de llenado pone limitaciones en la magnitud del desplazamiento que puede ser aplicado de manera realista y segura. Tampoco es ideal simplemente aumentar el tamano del motor electrico y los componentes mecanicos provocando la accion vibratoria para mejorar la densidad de la mezcla alcanzada ya que esto resultana en aumento general de los costes, tamano y peso del dispositivo. El aumento en el tamano del motor electrico y los componentes mecanicos tambien impactana el tiempo de elevacion y el tiempo de carrera muerto del ensamblaje de llenado.
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Se ha encontrado que metodos y dispositivos conocidos como se describio anteriormente no permiten el llenado simultaneo de multiples tubos o para la compactacion de la mezcla de hierbas a un grado satisfactorio. Cuando se utilizan dispositivos conocidos se requiere generalmente que la mezcla de hierbas se compacte adicionalmente manualmente despues haber retirado los tubos de papel del dispositivo con el fin de obtener una densidad de mezcla de hierbas satisfactoria.
El documento WO 02/056714 A1 divulga un aparato para llenar tubos para llenar tubos con una mezcla de hierbas.
Es un objeto de esta invencion aliviar por lo menos algunos de los problemas experimentados con los metodos y dispositivos conocidos.
Es otro objetivo adicional de esta invencion proporcionar un aparato de llenado de tubos que sera una alternativa util a los dispositivos existentes.
Resumen de la invencion
De acuerdo con un primer aspecto de la invencion se proporciona un aparato para para llenar tubos con una mezcla de hierbas, el aparato incluye:
una base;
un ensamblaje de llenado que se puede montar sobre la base, el ensamblaje de llenado tiene una serie de cavidades que reciben tubos en el que los tubos pueden ser recibidos;
una placa de vibracion que se puede ubicar entre la base y el ensamblaje de llenado de tal manera que, en uso, los tubos descansan sobre la placa de vibracion cuando se ubican en las cavidades; y
medios vibratorios que estan en conexion con la placa de vibracion para, en uso, vibrar la placa de vibracion;
en el que la placa de vibracion es capaz de moverse independientemente del ensamblaje de llenado.
Los medios vibratorios pueden incluir un transductor, tal como un parlante por ejemplo, para transferir oscilacion de energfa electromecanica a la placa de vibracion.
El parlante se conecta preferiblemente a la placa de vibracion por medio de un elemento de acoplamiento que puede conectar un cono de parlante del parlante a la placa de vibracion de tal manera que la vibracion del cono del parlante, en uso, se transfiera a la placa de vibracion, haciendo vibrar por lo tanto los tubos que descansan sobre la placa de vibracion.
En una realizacion los medios vibratorios incluyen tres parlantes, cada uno se conecta a la placa de vibracion por medio de un elemento de acoplamiento.
La placa de vibracion se fabrica preferiblemente de laminas de aluminio delgadas.
El ensamblaje de llenado se puede unir de forma removible a la base en una altura fija por encima de la base por medio de soportes, permitiendo por lo tanto que el ensamblaje de llenado se retire desde la base. Preferiblemente, el ensamblaje de llenado se une magneticamente a la base.
El ensamblaje de llenado puede incluir un ensamblaje inferior y un ensamblaje superior, que, en uso, se monta en forma removible a la parte superior del ensamblaje inferior, en el que los ensamblajes superiores e inferiores tienen una serie de cavidades que reciben tubos, y en el que las cavidades que reciben tubos en el ensamblaje superior se alineen con las cavidades en el ensamblaje inferior cuando se monta en el ensamblaje inferior.
El ensamblaje de llenado puede tener una altura ajustable con respecto a la base con el fin de ajustar la distancia entre el ensamblaje inferior y la placa de vibracion ubicada entre el ensamblaje inferior y la base, facilitando por lo tanto la extraccion de los tubos de llenado despues que se ha completado el proceso de llenado. Por ejemplo, el ensamblaje de llenado puede ser montado sobre la base por medio de pilares ajustables.
Cada uno de los ensamblajes superiores e inferiores pueden incluir un soporte superior, un soporte inferior y una serie de recipientes que corren entre los soportes superior e inferior, en el que los recipientes definen las cavidades de recepcion de tubos en los que se reciben los tubos en uso.
Los recipientes son preferiblemente transparentes de tal manera que permiten la inspeccion visual del proceso de llenado de los tubos con la mezcla de hierbas. En una realizacion, los recipientes transparentes se fabrican de vidrio para reducir la acumulacion de cargas estaticas como un resultado de la friccion entre los tubos y los recipientes.
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El aparato puede adicionalmente incluir una bandeja de llenado que se puede conectar al ensamblaje superior en una posicion en el que esta, en uso, ubicada por encima del ensamblaje superior, en el que la bandeja de llenado incluye una cavidad que corresponde con la cavidad en el ensamblaje superior cuando se monta en este.
Aun mas, el aparato puede incluir una placa deslizante que puede ser recibida entre la bandeja de llenado y el ensamblaje superior con el fin de bloquear las cavidades en la bandeja de llenado de las cavidades en el ensamblaje superior. La placa deslizante se puede retirar preferiblemente con el fin de permitir que sea retirada despues las cavidades en la bandeja de llenado que se han llenado con la mezcla de hierbas, permitiendo por lo tanto que la mezcla de hierbas caiga dentro de los tubos dentro del ensamblaje de llenado luego del retiro de la placa deslizante.
El aparato tambien puede incluir un soplador de ventilador montado en una carcasa de ventilador que tiene un cuerpo, que se conecta a la base, y una cubierta para dirigir el flujo de aire sobre la placa de vibracion. La cubierta se puede conectar en forma removible al cuerpo de la carcasa de ventilador de tal manera que se pueda retirar para permitir el acceso al ventilador. La cubierta de la carcasa de ventilador se acopla preferiblemente magneticamente a la carcasa de ventilador.
El aparato adicionalmente puede incluir una bandeja recolectora que se conecta a la base sobre el lado de la base que esta opuesta al lado al que se conecta la carcasa de ventilacion, permitiendo por lo tanto que el exceso de mezcla de hierbas sea soplado de la placa de vibracion y dentro de la bandeja de recoleccion. La bandeja de recoleccion se puede conectar en forma removible a la base de tal manera que se pueda reutilizar la mezcla de hierbas recolectada allt Preferiblemente, la bandeja recolectora es reversible, es decir capaz de volver a ser conectada a la base en una orientacion que difiere 180 grados de su orientacion inicial, de tal manera que su piso crea una superficie de trabajo cuando se une a la base en su orientacion inversa.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invencion se proporciona aqrn un metodo para llenar tubos con una mezcla de hierbas con un aparato que tiene un ensamblaje de llenado que se puede montar sobre una base y una placa de vibracion ubicada entre el ensamblaje de llenado y la base, el metodo incluye las etapas de:
insertar los tubos en las cavidades dentro del ensamblaje de llenado;
hacer descansar los tubos sobre la placa de vibracion;
insertar la mezcla de hierbas en los tubos; y
hacer oscilar el interior de la cavidad al provocar que la placa de vibracion se mueva independiente con respecto al ensamblaje de llenado.
El ensamblaje de llenado se mantiene preferiblemente estatico mientras la placa de vibracion se esta moviendo.
La placa de vibracion se puede mover al utilizar un transductor, tal como un parlante, por ejemplo, para transferir energfa electromecanica de oscilacion a la placa de vibracion.
En la realizacion preferida el desplazamiento de la placa de vibracion se controla automaticamente por medio de un controlador basado en microprocesador que permite seleccionar preajustes optimizados.
El desplazamiento de superficie de la placa de vibracion esta preferiblemente entre aproximadamente 5 a 7 mm.
La etapa de insertar la mezcla de hierbas en los tubos puede incluir adicionalmente las siguientes etapas:
colocar una bandeja de llenado en la parte superior del ensamblaje de llenado de tal manera que las cavidades en la bandeja de llenado se alineen con las cavidades de recepcion de tubos en el ensamblaje de llenado;
bloquear las cavidades en la bandeja de llenado desde las cavidades en el ensamblaje de llenado utilizando una placa de deslizamiento ubicada entre la bandeja de llenado y el ensamblaje de llenado;
colocar la mezcla de hierbas en las cavidades en la bandeja de llenado; y
retirar la placa deslizante para permitir que la mezcla de hierbas dentro de la cavidad en la bandeja de llenado pase en los tubos ubicados en las cavidades dentro del ensamblaje de llenado.
El metodo tambien puede incluir la etapa de recolectar el exceso de mezcla de hierbas que, en uso, se derrame sobre la placa de vibracion en una bandeja de recoleccion. El exceso de mezcla de hierbas se recolecta preferiblemente en la bandeja de recoleccion al provocar un flujo de aire sobre la placa de vibracion hacia la bandeja de recoleccion.
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El metodo puede incluir retirar la bandeja de recoleccion, cambiar su orientacion con respecto a la base y volver a unirla a la base en una nueva orientacion de tal manera que su piso crea una superficie de trabajo.
El metodo puede aun adicionalmente incluir las etapas de retirar el ensamblaje de llenado de la base y colocarlo en la superficie de trabajo de tal manera que los tubos allf sobresalen del ensamblaje de llenado de tal manera que se pueden extraer facilmente.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion se describira ahora en mas detalle, solo por via de ejemplo, con referencia a los dibujos acompanantes en los que:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un aparato de llenado de acuerdo con una primera realizacion de la invencion;
La figura 2 muestra una vista en perspectiva posterior del aparato de llenado de tubo de la figura 1;
La figura 3 muestra una vista superior de un aparato de llenado de tubo de la figura 1;
La figura 4 muestra una vista de seccion transversal del aparato tomada a lo largo de la lmea A - A como se muestra en la figura 4;
La figura 5 muestra una vista de seccion transversal de un accesorio de tolva del aparato de la figura 1;
La figura 6 muestra una vista en perspectiva delantera de un aparato de llenado de tubo de acuerdo con una segunda realizacion de la invencion;
La figura 7: muestra una vista en perspectiva posterior del aparato de llenado de tubos de la figura 6;
La figura 8 muestra una vista superior del aparato de llenado de tubos de la figura 6;
La figura 9 muestra una vista de seccion transversal del aparato tomada a lo largo de la lmea B - B como se muestra en la figura 8 en el que el ensamblaje de llenado del aparato se ubica sobre una base del aparato; y
La figura 10 muestra una vista de seccion transversal del aparato tomada a lo largo de la lmea B - B como se muestra en la figura 8 que el que un ensamblaje inferior del ensamblaje de llenado descansa sobre una superficie de trabajo proporcionada por una bandeja recolectora.
Descripcion de las realizaciones ilustradas
Con referencia a los dibujos, en los que numerales similares tambien indican caractensticas similares, en general se indica un ejemplo no limitante de un aparato de llenado de tubos de acuerdo con la invencion mediante el numeral 10 de referencia.
La palabra “tubo” como se utiliza a lo largo de esta especificacion se utiliza en un sentido amplio para describir los soportes cilmdricos y conicos en el que el material vegetal procesado, tal como una mezcla de hierbas, por ejemplo, pueden ser recibidos. Se considera que el aparato 10 puede encontrar aplicacion particular en llenar tubos, normalmente de papel, celulosa o canamo, con una mezcla de hierbas que luego puede ser fumada. Todas las referencias a la orientacion y posicion tal como “superior”, “inferior”, “parte de arriba”, “parte de abajo”, “vertical” y “horizontal” se hacen con referencia al aparato 10 en uso.
Con referencia ahora a la figura 1, el aparato 10 incluye un ensamblaje 20 de llenado montado sobre una base 40 y una bandeja 70 de llenado que se monta en forma removible sobre el ensamblaje de llenado.
El ensamblaje 20 de llenado incluye un ensamblaje 20.1 inferior y un ensamblaje 20.2 superior. En uso, el ensamblaje 20.2 superior se monta en forma removible sobre el ensamblaje 20.1 inferior como se muestra en la figura 1. La construccion de los ensamblajes superiores e inferiores son similares porque cada ensamblaje incluye un soporte superior, un soporte inferior y un numero de recipientes cilmdricos que corren entre la parte superior de los soportes inferiores. En los dibujos acompanantes el soporte superior, soporte inferior y recipientes del ensamblaje 20.1 inferior se indican mediante los numerales 22.1, 24.1 y 26.1 respectivamente mientras el soporte superior, soporte inferior y recipientes del ensamblaje 20.2 superior se indican mediante los numerales 22.2, 24.2 y 26.2 respectivamente.
Los soportes superior e inferior en ambos ensamblajes estan en la forma de placas acnlicas que se disponen substancialmente horizontalmente de tal manera que los recipientes 26.1, 26.2 estan dispuestos sustancialmente verticalmente. Cada recipiente define una cavidad que recibe un tubo que esta abierto en ambos extremos para
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recibir un tubo aW\ y permite que pase a traves de este. Cada cavidad en los recipientes 26.1, 26.2 tiene una dimension que permite que uno de los tubos se mueva sustancialmente libremente a lo largo de su direccion longitudinal. Adelante se dice mas acerca de esto.
De la figura 1, debe ser claro que el ensamblaje 20.2 superior, en uso, es llevado en la parte superior del ensamblaje 20.1 inferior de tal manera que las cavidades que reciben tubos en el ensamblaje superior se alineen con las cavidades en el ensamblaje inferior. El soporte 24.2 inferior del ensamblaje 20.2 superior y el soporte 22.1 superior del ensamblaje 20.1 inferior incluyen medios de ubicacion de forma complementaria (no mostrados en los dibujos acompanantes) que ubican el ensamblaje superior en el ensamblaje inferior.
Los ensamblajes superior e inferior cada uno incluyen adicionalmente postes 28 de soporte que corren entre sus soportes superior e inferior. Los postes 28 de soporte se disponen a lo largo de la periferia de los soportes superior e inferior como se muestra en la figura 3 para proporcionar soporte estructural a los ensamblajes 20.1, 20.2.
El ensamblaje 20 de llenado se monta sobre la base 40 por medio de dos patas 30, una ubicada en cada uno de sus extremos longitudinales. En la realizacion ilustrada las patas 30 estan en la forma de pilares que se extienden desde el ensamblaje 20 de llenado en la base 40. La altura del ensamblaje de llenado puede, por lo tanto, ser ajustada al cambiar la longitud de los pilares 30 con el fin de acomodar los tubos de diferentes longitudes. Se debe entender que la altura del ensamblaje 20.1 inferior por encima de la placa 32 de vibracion se ajusta preferiblemente de tal manera que la parte superior de los tubos en los recipientes 26. 1 sobresalen de los recipientes, permitiendo por lo tanto la facil extraccion de los tubos desde el ensamblaje inferior. Con la parte superior de los tubos que se extienden desde los recipientes pueden ser facilmente agarrados para retirarlos de los recipientes. Se preve que la longitud de los tubos variara normalmente de aproximadamente 75 y 110 mm, preferiblemente aproximadamente 79 a 109 mm. Los tubos de diferentes longitudes se muestran en la figura 4 e indicados por los numerales 100, 102 y 104 respectivamente.
En la realizacion preferida, el ensamblaje de llenado, y en particular los recipientes 26.1, 26.2, son transparentes para permitir la inspeccion visual del proceso de llenado de tubos con la mezcla de hierbas. Se preve que los recipientes transparentes se puedan fabricar de vidrio o materiales similares para reducir la acumulacion de cargas estaticas como un resultado de la friccion entre los tubos y los recipientes.
Volviendo a la figura 1, el aparato 10 incluye adicionalmente una placa 32 de vibracion ubicada entre la base 40 y el ensamblaje 20 de llenado de tal manera que, en uso, proporciona una superficie sobre la cual descansan los tubos cuando se ubican dentro de las cavidades de recepcion de tubos del ensamblaje de llenado. De las figuras 1 y 2 se puede observar que los pilares 30, que conectan el ensamblaje 20 de llenado a la base 40, se extiendan a traves de los agujeros 34 en la placa de vibracion, ubicandola por lo tanto sobre la base. Aunque la placa 32 de vibracion se asegura en un plano generalmente horizontal por los pilares 30 se le permite mover libremente en una direccion generalmente vertical. Debe ser claro que la placa 32 de vibracion es capaz de moverse independientemente del ensamblaje 20 de llenado y la base 40.
Como se menciono anteriormente, el ensamblaje 20 de llenado tiene una altura ajustable al cambiar la longitud de los pilares que se extiende desde la base 40. Durante la operacion del aparato 10 el ensamblaje 20 de llenado normalmente se ubicara entre aproximadamente 5 a 20 mm, preferiblemente aproximadamente 15 mm, por encima de la placa de vibracion.
Con referencia ahora a la figura 4, el aparato 10 incluye medios de vibracion ubicados en la base 40 y conectados a la placa 32 de vibracion. En las realizaciones preferidas del aparato 10, los medios de vibracion estan en la forma de un transductor que convierte energfa electrica en desplazamiento mecanico con el fin de mover un diafragma o pieza polar, preferiblemente un parlante 42 que se conecta a la base 40 con el uso de pernos y tuercas. Una persona familiarizada con la tecnica de parlantes sabra que el parlante incluye un controlador 44 que controla un diafragma o cono 46 de parlante. En el aparato 10 la placa 32 de vibracion se acopla al cono 46 de parlante con el uso de un elemento de acoplamiento en la forma de un domo 48 de aluminio prensado que se monta directamente sobre el cono de parlante. El domo 48 se pega normalmente sobre el cono 46 de parlante. Como se puede observar de la figura 4, el domo 48 de acoplamiento se aplana en su extremo superior para crear una superficie de soporte para soportar la placa de vibracion. Para permitir que la placa 32 de vibracion vibre en armoma con el cono 46 de parlante se conecta al domo de acoplamiento, por ejemplo, al pegar la superficie aplanada a la parte inferior de la placa de vibracion. Se debe entender que esto crea una conexion directa entre placa 32 de vibracion, el cono 46 de parlante y el controlador 44 de parlante.
Se preve que una serie de parlantes 42 se pueden utilizar para aumentar la fuerza que se transfiere a la placa 32 de vibracion. Por ejemplo, la realizacion preferida del aparato 10 tiene tres parlantes 42 montados a lo largo de la longitud de la base 40.
Se preve que en una realizacion alterna (no ilustrada en los dibujos acompanantes) los medios vibratorios pueden estar en la forma de por lo menos un solenoide.
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Se ha encontrado que un desplazamiento de superficie de entre aproximadamente 5 a 7 mm se requiere para llenar exitosamente los tubos de la densidad herbal deseada. De acuerdo con lo anterior, la placa 32 de vibracion es de peso liviano porque se fabrica a partir de metal de lamina delgada, preferiblemente aluminio. El inventor ha identificado que el area de superficie y el peso de la placa 32 de vibracion, incluyendo el ensamblaje de diafragma adjunto, son cnticos para el tiempo de elevacion efectivo y el posterior tiempo de carrera muerto requeridos para un proceso de llenado exitoso.
Para controlar el desplazamiento vertical de la placa 32 de vibracion el aparato incluye un controlador electronico automatizado (no mostrado en los dibujos acompanantes). El controlador tiene un microcontrolador con software incorporado. El microcontrolador, a su vez, controla una etapa de salida lineal, que comprende transistores BJT bipolares o MOSFET, y la matriz de parlantes unidos a la placa de vibracion. El controlador se energiza mediante un adaptador de energfa CA que tiene una entrada de 100-240 VCA y salida CC de 36 VCC, proporcionando por lo tanto seguridad adicional al usuario. Todas las salidas estan protegidas de sobretension y se fusionan, incluyendo fusion de entrada doble, en caso de falla de adaptador de sobretension.
Una ventaja de utilizar un controlador basado en microprocesador es que no solo permite el control de amplitud o frecuencia sino tambien permite al usuario seleccionar preajustes optimizados para diferentes tamanos de tubos, materiales de tubos, grados de materiales vegetales y contenido de humedad del material. Los pre-ajustes seleccionados ejecutan una amplitud y frecuencia de vibracion optimizadas para cada etapa, automatizando por lo tanto el procesamiento de llenado.
Al utilizar el controlador como se discutio anteriormente se alcanza un rango de frecuencia de operacion de la placa 32 de vibracion de entre aproximadamente 4 Hz hasta aproximadamente 20 HZ. Se debe entender que si la frecuencia es muy baja los tubos entranan en reposo en la parte superior de la placa de vibracion mientras que si es muy alto la gravedad no tendna suficiente tiempo para acelerar los tubos que caen sobre una distancia apreciable. En la realizacion preferida una frecuencia de vibracion promedio de entre aproximadamente 6 Hz hasta aproximadamente 14 Hz se utiliza, suministrando por lo tanto un desplazamiento vertical de aproximadamente 6 mm. En otras palabras, la placa 32 de vibracion tiene un viaje vertical positivo de aproximadamente 6 mm desde su posicion de reposo. Se ha encontrado que un desplazamiento vertical de aproximadamente 6 mm de la placa 32 de vibracion resulta en el desplazamiento de los tubos entre aproximadamente 30 y 60 mm. En determinados casos se puede alcanzar un desplazamiento de tubo de mas de 80 mm al aumentar la amplitud de las vibraciones y optimizar la frecuencia basado en la masa de los elementos que se van a levantar.
En la realizacion preferida el aparato 10 se utiliza un amplificador que no induce desplazamiento negativo es decir no utiliza topologfa de empuje/traccion convencional para oscilar la amplitud del parlante. Se utiliza la etapa de salida Darlington BJT como un conmutador en el modo de saturacion completo para reducir la disipacion de calor, simplificar circuitos y reducir RFI. Alternativamente, se pueden utilizar dispositivos de conmutacion de energfa similares o de MOSFETS, que incluye diversas clases y topologfas de etapa de salida. Tambien se puede utilizar exitosamente topologfa de amplificador de audio de empuje/traccion en una realizacion alterna en el que se proporciona espacio suficiente entre el ensamblaje 20 de llenado y la placa 32 de vibracion, por ejemplo.
Los componentes electronicos del controlador se incluyen en el compartimiento 50 de la base 40, que se puede ver en las figuras 1 a 3. El compartimiento 54 se conecta a una placa 52 lateral de la base. Como se muestra en la figura 3, la pared superior del compartimento tiene una pantalla 54 LED retro iluminada. Un panel de control (no mostrado en los dibujos acompanantes) tambien se monta en el compartimiento de controlador e incluye botones de empuje empotrables para selecciones de preajuste e iniciar el proceso de llenado.
El aparato 10 incluye adicionalmente una serie de ventiladores 56 montados en una bandeja 58 removible que tiene un cuerpo 58.1, que se conecta a la base 40 y una cubierta 58.2 para dirigir el flujo de aire que resulta de la operacion de los ventiladores a traves de la placa 32 de vibracion. En uso, cualquier exceso de mezcla de hierbas sobre la placa 32 de vibracion es soplado por la corriente de aire dirigida a traves de la placa. Para recolectar la mezcla de hierbas soplada de la placa 32 de vibracion el aparato 10 incluye una bandeja 60 recolectora. La bandeja 60 recolectora se conecta a la base 40 sobre un lado de la base que es opuesto al lado a la cual se conecta la bandeja 58 de ventilador. La bandeja 60 de recoleccion se puede conectar en forma removible a la base 40 de tal manera que la mezcla de hierbas recolectada allf se pueda suministrarfacilmente.
La cubierta 58.2 de bandeja de ventilador tambien se puede conectar en forma removible al cuerpo 58.1 de bandeja de ventilador de tal manera que se pueda remover para permitir el acceso a los ventiladores 56. En la realizacion preferida el aparato 10 la cubierta 58.2 de bandeja de ventilador se acopla magneticamente a la carcasa 58.1 de ventilador.
La realizacion ilustrada del aparato 10 adicionalmente tiene una bandeja 70 de llenado para ayudar con el llenado de los tubos de papel. La bandeja 70 de llenado se puede conectar al ensamblaje 20.1 superior en una posicion en el que esta, en uso, se ubica por encima del ensamblaje superior. La bandeja 70 de llenado tiene una serie de cavidades 72 que se extienden a traves de esta. Como se muestra en la figura 4, las cavidades 72 en la bandeja 70 de llenado se alinean con las cavidades de recepcion de tubo en el ensamblaje 20 de llenado de tal manera que la
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mezcla de hierbas puede pasar desde la cavidad en la bandeja de llenado dentro del ensamblaje de llenado cuando se monta en esta. Para controlar el flujo de la mezcla de hierbas desde la bandeja 70 de llenado hasta el ensamblaje 20 de llenado, el aparato 10 incluye una placa 74 de deslizamiento removible que se puede recibir entre la bandeja de llenado y el ensamblaje 20.2 superior. En los dibujos acompanantes la placa 74 de deslizamiento se ilustra como una placa delgada hecha de lamina de acero, preferiblemente lamina de acero inoxidable.
Cuando se ubica entre la bandeja 70 de llenado y el ensamblaje 20.2 superior la placa 74 de deslizamiento bloquea las cavidades 72 en la bandeja de llenado desde las cavidades en el ensamblaje 20.2 superior. En uso, la placa 74 de deslizamiento se retira una vez se han llenado las cavidades 72 en la bandeja 70 de llenado con la mezcla de hierbas con el fin de permitir que la mezcla de hierbas caiga en los tubos dentro del ensamblaje 20 de llenado. La placa 74 de deslizamiento permite el suministro de cantidades consistentes y exactas de mezcla de hierbas. Se debe entender que la cantidad de mezcla de hierbas que se suministra se puede cambiar al cambiar el volumen de la cavidad 72 en la bandeja 70 de llenado.
Como se menciono anteriormente, el aparato 10 se puede utilizar para llenar tanto tubos conicos como cilmdricos. Se preve un accesorio 80 de tolva (figura 4 y 5) que se puede utilizar para ayudar con el llenado de los tubos cilmdricos, tal como el indicado por el numeral 104 en la figura 4. El accesorio de tolva tiene un cuerpo 82 con un cabezal 84 ensanchado para reducir la cantidad de mezcla de hierbas que se derrama durante el proceso de llenado. Cuando se une al accesorio 80 de tolva, el tubo es recibido por el cuerpo 82 con el cabezal ensanchado orientado hacia arriba cuando el tubo se inserta en la cavidad de recepcion de tubos del ensamblaje 20 de llenado.
Aunque el metodo de llenar tubos con una mezcla de hierbas utilizando el aparato 10 debe ser claro a partir de la divulgacion se describira ahora en mas detalle.
Normalmente el metodo comienza con el ensamblaje del aparato 10 que incluye colocar el ensamblaje 20.1 superior en la parte superior del ensamblaje 20.2 inferior. Luego se insertan los tubos de papel en la cavidad definida por los recipientes que se extienden verticalmente del ensamblaje de llenado. Los tubos de papel conico se colocan en las cavidades con sus extremos mas grandes en la parte superior y su diametro mas pequeno, extremos inferiores que descansan en la parte superior de la placa 32 de vibracion. La bandeja 70 de llenado se prepara luego con la placa 74 deslizante en el lugar, bloqueando las cavidades 72. Con la placa de deslizamiento en el lugar, la bandeja 70 de llenado se llena luego con la mezcla de hierbas hasta un nivel deseado y despues de eso se ubica en el lugar por encima del ensamblaje 20.2 de llenado superior. Despues de haber llenado todas las cavidades 72, o alternativamente el numero de cavidades deseado, se selecciona un pre-ajuste apropiado y se oprime el boton de inicio. La placa 74 de deslizamiento se retira para permitir que la mezcla de hierbas se suministre hacia debajo de la cavidad en el ensamblaje 20 de llenado y dentro de la cavidad de tubos. Al presionar el boton de inicio se envfan senales electricas a los controladores de parlantes que, a su vez, provocan que sus conos de parlante, domos de acoplamiento y finalmente la placa de vibracion vibren. La vibracion de la placa de vibracion provoca que los tubos se muevan libremente hacia atras y hacia adelante, es decir, hacia arriba y hacia abajo, en la realizacion ilustrada, dentro de los recipientes en el ensamblaje de llenado mientras que el ensamblaje de llenado se mantiene estatico. Se debe entender que los tubos alternan u oscilan linealmente dentro de los recipientes como un resultado del movimiento vibratorio de la placa de vibracion. Durante el proceso de llenado el exceso de mezcla de hierbas que se derrama sobre la placa de vibracion se recolecta en la bandeja de recoleccion. Esto se hace al provocar un flujo de aire sobre la placa de vibracion hacia la bandeja de recoleccion. Despues de terminacion del proceso de llenado, es decir cuando se ha alcanzado la densidad de mezcla de hierbas deseada dentro de los tubos, el aparato se apaga automaticamente basado en el pre-ajuste seleccionado. Despues de eso, el ensamblaje de llenado superior se retira del ensamblaje inferior para exponer los extremos superiores de los tubos llenos que pueden ahora ser retirados al agarrar los extremos expuestos. Los tubos llenos se pueden cerrar y empacar facilmente para uso.
Una ventaja del aparato 10 es que se alcanza una carrera positiva rapida con una carrera muerta mas larga como resultado del uso de una placa de vibracion de peso ligero en combinacion con un parlantePAG17. El termino carrera muerta se utiliza para referirse al “tiempo de apagado” de los parlantes cuando la placa de vibracion se acelera hacia abajo bajo la fuerza de la gravedad y en conjunto con el desempeno de los parlantes (ensamblaje de arana, entorno y diafragma). La carreta muerta mas larga del aparato 10 le permite mayor tiempo de gravedad para acelerar la velocidad de los tubos de cafda y la mezcla de hierbas sobre una mayor distancia. Como resultado, cuando los tubos de cafda son impactados por la superficie de elevacion de la placa de vibracion, se puede alcanzar un tiempo de respuesta rapido. Un beneficio clave de optimizar la frecuencia de la placa de vibracion es que permite impactos temporizados de los tubos individuales que se dispersan uniformemente a traves del tiempo de carrera muerto. Esto tambien asegura la masa de los elementos que se llenan se distribuyen uniformemente a traves del dominio de tiempo de carrera positivo, maximizando la efectividad de la placa de vibracion y su fuerza asociada.
Una segunda realizacion del aparato de llenado de tubo de acuerdo con la invencion se describira ahora con referencia a las figuras 6 a 10 de los dibujos acompanantes. Como se menciono anteriormente, en los dibujos acompanantes numerales similares indican caractensticas similares.
El numeral 110 de referencia se utiliza en general en las figuras 6 a 10 para indicar la segunda realizacion del aparato de llenado de tubos. El aparato 110 es similar en construccion al aparato 10 y, de acuerdo con lo anterior,
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solamente se discutiran las diferencias en cualquier detalle. En lugar de dos patas o pilares 30 del aparato 10, el ensamblaje 20 de llenado del aparato 110 esta soportado sobre la base 40 por medio de soportes 112. Los soportes 112 estan en la forma de rebordes verticales ubicados en los extremos opuestos longitudinales de la base 40. Cada reborde 112 tiene una superficie 114 de soporte, como se puede ver en la figura 10, sobre la cual una parte del ensamblaje 20.1 inferior es recibida cuando se ubica sobre la base. De las figuras 6 y 7 se puede observar que el soporte 24.1 inferior de soporte del ensamblaje 20.1 inferior tiene esta conformado para dar forma a las partes del ensamblaje inferior que se ubican en la superficie 112 de soporte cuando se ubican en la base 40. El soporte 24.1 inferior y los rebordes 112 llevan formaciones de accesorios con forma complementaria para, en uso, unir los ensamblajes de llenado en la base. En esta realizacion, las formaciones de union estan en la forma de elementos magneticos que se ubican en el soporte inferior y la base de tal manera que se alineen con otros para unir un ensamblaje inferior liberable sobre la base cuando se ubican sobre esta. Los elementos 116 magneticos permiten el retiro facil y rapido del ensamblaje 20.1 inferior de la base 40 cuando se requiere.
El aparato 110 incluye adicionalmente una bandeja 118 recolectora que se esta disena para que se pueda unir a la base 40 en dos orientaciones o posiciones diferentes, la primera es una orientacion de recoleccion en la que esta abierto a la parte superior de tal manera que la mezcla de hierbas soplada de la placa 32 de vibracion por los sopladores 56 de ventilador se puedan recolectar allf, y en segundo lugar es una orientacion de soporte en el que proporciona una superficie de soporte sobre la cual el que ensamblaje 20.1 inferior se puede colocar cuando se retira de la base. Las figuras 9 y 10 muestran la bandeja 118 de recolector unida a la base 40 en su orientacion de soporte y recoleccion respectivamente. En ambas orientaciones la bandeja 118 de recolector se une a la base 40 por medio de elementos 120 magneticos ubicados en la bandeja y la base respectivamente, permitiendo por lo tanto que la bandeja se pueda unir en forma removible a la base. Debe ser claro que con el fin de cambiar la orientacion de la bandeja 118 esta se separa primero de la base 40, se dobla hacia abajo, es decir gira a traves de 180 grados y luego se retrae a la base 40 en su nueva orientacion. Como se ilustra en la figura 10, al girar la bandeja 180 antes de volver a unirla a la base 40 su piso 122 forma una superficie de soporte sobre la cual el ensamblaje 20.1 inferior se puede colocar cuando se retiran los tubos de la cavidad 28 despues que se ha completado el proceso de llenado.
Cuando se utiliza el aparato 110 el metodo de llenado puede incluir adicionalmente las etapas de retirar la bandeja recolectora, cambiar su orientacion con respecto a la base y volverla a unir a la base en una nueva orientacion de tal manera que su piso crea una superficie de trabajo. El metodo puede incluir adicionalmente las etapas de retirar el ensamblaje de llenado inferior desde la base y colocarlo en la superficie de trabajo de tal manera que los tubos allf sobresalen de los recipientes en el ensamblaje de llenado inferior de tal manera que se pueden extraer facilmente. Se debe entender que, al colocar el ensamblaje inferior sobre la superficie de trabajo, los tubos, que se pueden mover verticalmente en los recipientes, se empujan hacia arriba de tal manera que sus extremos superiores sobresalen de los recipientes. Esto se puede observar en la figura 9. Los tubos se pueden ahora retirar del ensamblaje inferior al agarrar sus extremos superiores y levantarlos fuera del ensamblaje.
Claims (19)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un aparato (10) de llenado de tubos para llenar tubos (100, 102, 104) con una mezcla de hierbas, el aparato incluye:una base (40);un ensamblaje (20) de llenado que se puede montar sobre la base (40), el ensamblaje (20) de llenado tiene una serie de cavidades (26.1, 26.2) de recepcion de tubos en el que se pueden recibir tubos;una placa (32) de vibracion que se puede ubicar entre la base (40) y el ensamblaje (20) de llenado de tal manera que, en uso, los tubos descansan sobre la placa (32) de vibracion cuando se ubican en las cavidades; ymedios de vibracion que estan en conexion con la placa (32) de vibracion para, en uso, hacer vibrar la placa de vibracion;en el que la placa (32) es capaz de moverse independientemente del ensamblaje (20) de llenado.
- 2. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que los medios de vibracion incluyen un transductor, tal como un parlante (42), para transferir energfa electromecanica oscilante a la placa (32) de vibracion, que se fabrica preferiblemente a partir de laminas de aluminio delgado.
- 3. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que se conecta un parlante (42) a la placa (32) de vibracion por medio de un elemento de acoplamiento que conecta un cono de parlante al parlante a la placa (32) de vibracion de tal manera que la vibracion del cono de parlante, en uso, se transfiere a la placa de vibracion, haciendo vibrar por lo tanto los tubos que descansan en la placa de vibracion.
- 4. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que los medios de vibracion incluyen tres parlantes (42), cada uno se conecta a la placa (32) de vibracion por medio de un elemento de acoplamiento.
- 5. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el ensamblaje (20) de llenado se puede unir en forma removible, preferiblemente magneticamente, a la base (40) en una altura fija por encima de la base por medio de soportes, permitiendo por lo tanto que se retire el ensamblaje de llenado de la base.
- 6. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el ensamblaje de llenado incluye un ensamblaje (20.1) inferior y un ensamblaje (20.2) superior, que, en uso, se monta en forma removible en la parte superior del ensamblaje (20,1) inferior, en el que el los ensamblajes (20.1, 20.2) superiores e inferiores tienen una serie de cavidades (26.1, 26.2) de recepcion de tubo, y en el que las cavidades de recepcion de tubo en el ensamblaje superior se alinean con las cavidades en el ensamblaje inferior cuando se montan en el ensamblaje inferiory en el que el ensamblaje (20) de llenado tiene una altura que se puede ajustar con respecto a la base (40) con el fin de ajustar la distancia entre el ensamblaje (20.1) inferior y la placa (32) de vibracion ubicada entre el ensamblaje inferior y la base, facilitando por lo tanto la extraccion de los tubos de llenado despues de que se ha completado el proceso de llenado.
- 7. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que el ensamblaje (20) de llenado se monta sobre la base (40) por medio de pilares (30) ajustables.
- 8. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con cualquier reivindicacion 6 o 7, en el que cada uno de los ensamblajes superiores e inferiores (20.1, 20.2) tiene un soporte (22.1, 22.2) superior, un soporte (24.1,24.2) inferior y una serie de recipientes (26.1, 26.2) que corren entre los soportes superior e inferior, en el que los recipientes definen las cavidades de recepcion de tubos en los que se reciben los tubos (100, 102, 104) que estan en uso,en el que los recipientes (26.1, 26.2) son preferiblemente transparentes, mas preferiblemente hechos de vidrio, con el fin de permitir la inspeccion visual del proceso de llenado de los tubos con la mezcla de hierbas.
- 9. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, que incluye una bandeja (70) de llenado que se puede conectar al ensamblaje (20.2) superior en una posicion en el que esta, en uso, ubicada sobre el ensamblaje superior, en el que la bandeja de llenado incluye cavidades (72) que corresponden con las cavidades (26.1,26.2) en el ensamblaje superior cuando se monta sobre esta,y una placa (74) de deslizamiento que se puede recibir entre la bandeja (70) de llenado y el ensamblaje (20.2) superior con el fin de bloquear la cavidad (72) en la bandeja de llenado de las cavidades (26.1, 26.2) en el ensamblaje superior,5101520253035404550556065la placa (74) de desplazamiento preferiblemente se puede retirar con el fin de permitir que se retiren despues las cavidades (72) en la bandeja (70) de llenado que se han llenado con la mezcla de hierbas, permitiendo por lo tanto que la mezcla de hierbas caiga en los tubos (100, 102, 104) dentro del ensamblaje de llenado luego del retiro de la placa de deslizamiento.
- 10. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que incluye un soplador (58) de ventilador montado en una carcasa (58.1) de ventilador que tiene un cuerpo, que se conecta a la base (40) y una cubierta (58.2) para dirigir el flujo de aire sobre la placa (32) de vibracion.
- 11. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que la cubierta (58.2) se puede conectar en forma removible, preferiblemente acoplada magneticamente, al cuerpo (58.1) de la carcasa de ventilador de tal manera que se puede retirar para permitir el acceso al soplador (58) de ventilador.
- 12. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con cualquier reivindicacion 10 u 11, que incluye una bandeja (60) recolectora que se conecta a la base (40), que se puede retirar preferiblemente, sobre el lado de la base que esta opuesto al lado al cual se conecta la carcasa (58,1) de ventilador, permitiendo por lo tanto que el exceso de mezcla de hierbas sea soplado de la placa (32) vibratoria y de la bandeja recolectora.
- 13. Un aparato de llenado de tubos de acuerdo con la reivindicacion 12, en el que la bandeja (60) recolectora puede ser reversible, es decir capaz de ser adherida nuevamente a la base (40) en una orientacion que difiere en 180 grados de su orientacion inicial, de tal manera que el piso crea una superficie de trabajo cuando se une a la base en su orientacion inversa.
- 14. Un metodo para llenar tubos (100, 102, 104) con una mezcla de hierbas que utiliza un aparato que tiene un ensamblaje (20) de llenado que se puede montar sobre una base (40) y una placa (32) de vibracion ubicada entre el ensamblaje de llenado y la base, el metodo incluye las etapas de:insertar los tubos en las cavidades (26.1,26.2) dentro del ensamblaje de llenado;hacer descansar los tubos sobre la placa (32) de vibracion;insertar la mezcla de hierbas en los tubos; yhacer oscilar los tubos dentro de la cavidad al provocar que la placa de vibracion se mueva independientemente del ensamblaje de llenado.
- 15. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 14, en el que el ensamblaje de llenado se mantiene estatico mientras la placa (32) de vibracion se esta moviendo,preferiblemente al utilizar un transductor, tal como un parlante (42), para transferir energfa electromecanica oscilante a la placa de vibracion.
- 16. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 15, en el que el desplazamiento de la placa (32) de vibracion se controla automaticamente por medio de un controlador basado en microprocesador que permite que se seleccione el preajuste optimizado,y en el que el desplazamiento de superficie de la placa (32) de vibracion esta preferiblemente entre aproximadamente 5 a 7 mm.
- 17. Un metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que la etapa de insertar la mezcla de hierbas en los tubos (100, 102, 104) incluye las siguientes etapas:colocar una bandeja (70) de llenado sobre la parte superior del ensamblaje (20) de llenado de tal manera que las cavidades (72) en la bandeja (70) de llenado se alinean con las cavidades de recepcion de tubos (26.1, 26.2) en el ensamblaje (20) de llenado;bloquear las cavidades en la bandeja de llenado de las cavidades en el ensamblaje de llenado utilizando una placa (74) de deslizamiento ubicada entre la bandeja (70) de llenado y el ensamblaje (20) de llenado;colocar la mezcla de hierbas en la cavidad (72) en la bandeja (70) de llenado; yretirar la placa (74) de deslizamiento para permitir que la mezcla de hierbas dentro de la cavidad en la bandeja de llenado pase dentro de los tubos ubicados en el interior de las cavidades del ensamblaje (20) de llenado.
- 18. Un metodo de acuerdo una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, que incluye la etapa de recolectar el exceso de mezcla de hierbas que, en uso, se riega en la placa (32) de vibracion en una bandeja (60) de recoleccion,preferiblemente al provocar que el flujo de aire sobre la placa (32) de vibracion hacia la bandeja (60) de recoleccion.5
- 19. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 18, que incluye las etapas de retirar la bandeja (60) de recoleccion, cambiar su orientacion con respecto a la base y volverla a unir a la base (40) en una orientacion de tal manera que su piso crea una superficie de trabajo.10 20. Un metodo de acuerdo con alguna cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19 que incluyen las etapas de retirar elensamblaje (20) de llenado de la base (40) y colocarlo sobre la superficie de trabajo de tal manera que los tubos (100, 102, 104) allf sobresalen del ensamblaje (20) de llenado de tal manera que se pueden extraer facilmente.
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