ES2828927T3

ES2828927T3 - Procedimiento y dispositivo de dosificación para la dosificación regulada por presión de un producto líquido o pastoso

Info

Publication number: ES2828927T3
Application number: ES16163483T
Authority: ES
Inventors: Gerald Pfeiler; Justin Kyle Brown; Georg Senftl
Original assignee: Viscotec Pumpen und Dosiertechnik GmbH
Current assignee: Viscotec Pumpen und Dosiertechnik GmbH
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: WO2017167478A1; EP3225315A1; US11154829B2; US20190105621A1; EP3225315B1

Abstract

Procedimiento de dosificación regulada por presión de un producto líquido o pastoso (P), con las siguientes etapas: dosificar (S1) el producto (P) en una cámara de mezclado (27) con ayuda de una bomba dosificadora (2, 3); determinar (S2) una presión de producto del producto (P) aguas abajo de la cámara de mezclado (27); determinar (S3) una desviación de la presión de producto de una presión teórica predeterminada; y abrir o cerrar en función de la presión (S4) una válvula reguladora de presión (34) prevista en una boquilla de salida (28) de la cámara de mezclado (27) para adaptar la presión de producto a la presión teórica, reduciéndose la presión de producto al abrirse la válvula reguladora de presión (34) y aumentándose al cerrarse la válvula reguladora de presión (34), siendo el producto (P) compresible y siendo el producto (P) incompresible a partir de la presión teórica.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo de dosificación para la dosificación regulada por presión de un producto líquido o pastoso

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo de dosificación para la dosificación regulada por presión de un producto líquido o pastoso.

En la tecnología de automatización, se emplean bombas dosificadoras con mezcladoras estáticas o dinámicas integradas aguas abajo para aplicar adhesivos y sellantes o también pinturas de uno o varios componentes. Por ejemplo, se trata en este caso de dosificadores de pistón o de rueda dentada o dosificadores según el principio de tornillo excéntrico, que por medio de una unidad de control realizan la cantidad exacta o el volumen y la relación de mezcla en la entrada de la mezcladora. Una mezcla estática tiene lugar a través de las denominadas mezcladoras estáticas con espirales de mezclado, entremezclándose los dos componentes mediante múltiples lanzamientos. En este sentido la fricción en la mezcladora estática o dinámica crea pérdidas de presión que deben ser superadas por las bombas dosificadoras. Dependiendo de la realización tanto en la entrada como en la salida de la mezcladora pueden estar dispuestas válvulas de cierre para interrumpir el flujo de producto cuando se inicia y se detiene la dosificación y así evitar goteos o más presión. La cantidad o el volumen por componente durante el proceso de dosificación puede verse afectado por distintos factores. Estos son, entre otros, la contrapresión en la mezcladora estática, la viscosidad de los componentes, la compresibilidad y otras propiedades reológicas, como por ejemplo el límite de fluencia de los componentes. La compresibilidad de adhesivos puede adquirir en este caso un grado considerable, por ejemplo debido a inclusiones de aire o gas. En particular en el caso de componentes compresibles, debido a la variación de volumen y a la variación de los estados de presión tanto en el estado dinámico como en el estático, la precisión del volumen o de la cantidad no siempre está garantizada, de modo que pueden ocurrir errores parciales en la relación de mezcla así como en la cantidad total.

El documento DE 39 13000 A1 muestra un dispositivo con un recipiente de almacenamiento intermedio para alojar una sustancia pastosa muy viscosa, una línea de alimentación a través de la que se puede rellenar el recipiente de almacenamiento intermedio con la sustancia, un generador de presión a través del que se puede presurizar la sustancia en el recipiente de almacenamiento intermedio, un tobera, que está dispuesta cerca del recipiente de almacenamiento intermedio, un sensor de presión dispuesto aguas abajo del generador de presión y un regulador. Con ello puede controlarse exactamente la cantidad de dosificación en las proximidades de la boquilla.

El documento DE 3912920 A1 describe un dispositivo con uno o dos depósitos para alojar una sustancia, una boquilla que se puede cerrar y que está conectada con el depósito por una línea, y un órgano de transporte que transporta la sustancia desde el depósito hasta la boquilla. La boquilla y el depósito están dispuestos en un soporte común y la boquilla está montada de manera giratoria alrededor de su eje longitudinal con respecto al depósito.

En este contexto, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento mejorado para dosificar un producto líquido o pastoso.

Por consiguiente, se propone un procedimiento para la dosificación regulada por presión de un producto líquido o pastoso. El procedimiento comprende las siguientes etapas: dosificar el producto en una cámara de mezclado con ayuda de una bomba dosificadora, determinar una presión de producto del producto aguas abajo de la cámara de mezclado, determinar una desviación de la presión de producto de una presión teórica predeterminada y abrir o cerrar en función de la presión una válvula reguladora de presión prevista en una boquilla de salida de la cámara de mezclado para adaptar la presión de producto a la presión teórica, reduciéndose la presión de producto al abrirse la válvula reguladora de presión y aumentándose al cerrarse la válvula reguladora de presión, siendo el producto compresible y siendo el producto incompresible a partir de la presión teórica.

A este respecto, la válvula reguladora de presión se regula en particular, preferentemente se regula de forma continua, de tal manera que la presión de producto se adapta a la presión teórica.

El procedimiento se lleva a cabo en particular con ayuda de un dispositivo de dosificación descrito a continuación. El producto puede presentar varios componentes. Por ejemplo, el producto puede presentar dos componentes, estando asociada a cada producto una bomba dosificadora. El procedimiento puede comprender entonces una etapa de dosificación de un primer componente y un segundo componente en la cámara de mezclado. En cambio, el producto también puede presentar únicamente un componente. Preferentemente, el producto se dosifica continuamente en la cámara de mezclado. Esto significa que la bomba dosificadora dosifica el producto en la cámara de mezclado durante todo el procedimiento. El producto puede ser, por ejemplo, un adhesivo o sellante, agua, una solución acuosa, una pintura, una suspensión, una materia prima viscosa, una emulsión o una grasa. Por ejemplo, el producto puede ser un adhesivo de dos o varios componentes. Por una pasta o un producto pastoso se entiende una mezcla sólido-líquido, en particular una suspensión, con un alto contenido de sólidos. Por ejemplo, el producto puede presentar un contenido de materiales de relleno, por ejemplo, los denominados microglobos. En particular, la presión de producto se eleva al menos hasta la presión teórica o por encima de la presión teórica. Con ayuda del procedimiento se garantiza que el producto se mantenga siempre a la presión teórica. Con ello, se pueden evitar las imprecisiones de dosificación que podrían surgir por pérdidas de presión en la cámara de mezclado. El hecho de que la presión de producto se adapte a la presión teórica significa que la presión de producto se eleva a la presión teórica con ayuda de la válvula reguladora de presión o que la presión de producto se reduce a la presión teórica con ayuda de la válvula reguladora de presión. A este respecto la presión de producto se mantiene preferentemente en un intervalo de presión determinado, que corresponde a la presión teórica más/menos una tolerancia predeterminada.

En particular, la válvula reguladora de presión no es una válvula de apertura-cierre que solo puede conmutarse en dos posiciones de conmutación, es decir, opcionalmente en una posición abierta o en una posición cerrada. Una válvula de apertura-cierre de este tipo también se puede denominar válvula de cierre o válvula de bloqueo. En el presente caso, una válvula reguladora o válvula reguladora de presión debe entenderse como una válvula que se puede mover continuamente en cualquier número, en particular infinito, de posiciones intermedias entre una posición abierta, es decir, presión mínima del producto, y una posición cerrada, es decir, presión máxima del producto. Con ello puede ajustarse de manera continua cualquier presión de producto entre la presión de producto mínima y la presión de producto máxima. Para ello, la válvula reguladora de presión presenta preferentemente un empujador de válvula o un cuerpo de válvula que se puede desplazar, en particular de manera lineal, con ayuda de un elemento de accionamiento. El cuerpo de la válvula puede, por ejemplo, tener forma de aguja (válvula de aguja) o ser esférico (válvula de bola). El elemento de accionamiento es preferentemente un motor eléctrico o un motor eléctrico con un husillo de ajuste como accionador. Como resultado, el cuerpo de válvula se puede llevar a cualquier posición entre la posición abierta y la posición cerrada. Por tanto, la válvula reguladora de presión se puede controlar o regular de manera continua. La posición abierta también puede denominarse estado abierto y la posición cerrada también puede denominarse estado cerrado.

El producto es compresible, siendo incompresible el producto a partir de la presión teórica.

Se puede entender por compresible que el producto es casi o sustancialmente compresible. Se puede entender asimismo por incompresible que el producto es casi o sustancialmente incompresible. Por ejemplo, el producto puede volver a ser ligeramente compresible cuando se aplica presión por encima de la presión teórica. En particular, el producto puede comprimirse aún más a una presión significativamente más alta que la presión teórica. Por ejemplo, el producto puede mostrar una compresibilidad (variación de volumen) de aproximadamente el 20 % a una presión de aproximadamente 15 bar. En un intervalo de 15 bar a 30 bar, la compresibilidad (variación de volumen) normalmente puede ser casi incompresible en comparación con un intervalo de presión más bajo de 0 bar a 15 bar.

Un fluido cuya densidad no depende de la presión se denomina incompresible, a diferencia de los fluidos compresibles. Una propiedad de los fluidos es la compresibilidad, que describe la variación de la densidad de un fluido cuando cambia la presión y la propiedad de la variación de volumen cuando cambia la temperatura. La compresibilidad de un fluido es el criterio de decisión con respecto a una distinción entre gas (compresible) y líquido (casi incompresible). Los términos hidráulica (fluidos casi incompresibles como líquidos, generalmente aceite) y neumática (fluidos compresibles como gases, generalmente aire) se entienden como técnicas que realizan y controlan "movimientos de fuerza" con fluidos. Además, se hace una distinción entre fluidos ideales y reales.

Particularmente en el caso de productos compresibles, pueden surgir diferentes flujos y volúmenes o masas, especialmente al inicio y al final de un procedimiento de dosificación, cuya determinación no puede ser determinada por una contrapresión generada por resistencias de flujo, por ejemplo en la cámara de mezclado. Dado que la compresibilidad del producto es casi cero a partir de la presión teórica, este efecto puede minimizarse manteniendo siempre la presión de producto en una ventana de presión mayor que la presión teórica. Además, el procedimiento se puede utilizar para evitar que se dañen materiales de relleno sensibles, por ejemplo microglobos, que podrían explotar a partir de una determinada presión de producto. Para este propósito, la presión teórica se limita a una presión máxima que solo es lo suficientemente alta para evitar daños en los materiales de relleno.

De acuerdo con otra forma de realización, se dosifican al menos dos componentes diferentes del producto en la cámara de mezclado.

El producto también puede presentar más de dos, por ejemplo, tres o cuatro componentes. Por ejemplo, el producto puede ser un adhesivo de dos componentes. A este respecto uno de los componentes puede llenarse con un material de relleno y el otro componente puede estar vacío.

De acuerdo con otra forma de realización, los al menos dos componentes se mezclan entre sí en la cámara de mezclado con ayuda de una mezcladora estática y/o una mezcladora dinámica.

Se entiende por mezcladora estática una mezcladora que no presenta componentes móviles. Por ejemplo, los elementos de mezcla o las hélices de mezcla se pueden colocar en la cámara de mezclado, que están configuradas para mezclar los dos componentes a través de múltiples lanzamientos. En contraste con esto, una mezcladora dinámica presenta un elemento de mezclado móvil. Por ejemplo, el elemento de mezclado se puede mover en rotación a través de un eje de transmisión.

De acuerdo con otra forma de realización, la presión de producto se mantiene en una ventana de presión predeterminada.

Esto asegura que el producto se mantenga siempre a la presión teórica y al mismo tiempo, como ya se mencionó, se puede evitar el daño a los materiales de relleno del producto.

De acuerdo con otra forma de realización, el procedimiento comprende además un etapa de calibración en la que se cierra una entrada en la cámara de mezclado y el producto se conduce a una salida de calibración, determinándose una presión de producto del producto antes de la salida de calibración, determinándose una desviación de la presión de producto de una presión teórica predeterminada, en el que una válvula de presión prevista en la salida de calibración se abre o cierra en función de la presión para adaptar la presión de producto a la presión teórica, y en el que la presión de producto se reduce al abrirse la válvula de regulación de presión y se aumenta al cerrarse la válvula de regulación de presión.

En particular, en la entrada de la cámara de mezclado están previstos un primer canal para un primer componente y un segundo canal para un segundo componente. Los dos canales pueden cerrarse y abrirse en cada caso mediante estas válvulas de cierre asociadas a los mismos. Al igual que con la regulación de presión del flujo de dosificación, se puede lograr un estado de presión estable para la etapa de calibración, que corresponde al mismo estado de presión que durante la dosificación. En cambio, dado que en esta etapa de calibración el flujo de producto se dosifica individualmente para cada componente desde la abertura de calibración asociada al componente respectivo, se puede realizar una calibración presurizada de cada componente individual muy fácilmente. Para ello, se mide la cantidad del componente respectivo y luego se puede utilizar como valor de medición de una función de calibración del dispositivo de dosificación.

De acuerdo con otra forma de realización, en la etapa de calibración se consigue la misma presión de producto que en la cámara de mezclado.

Esto significa que los valores determinados durante la calibración se pueden transferir fácilmente al proceso de dosificación del producto.

De acuerdo con otra forma de realización, la etapa de calibración se lleva a cabo por separado para diferentes componentes del producto.

Por ejemplo, la etapa de calibración se puede realizar por separado para el primer componente del producto y para el segundo componente del producto. La etapa de calibración también se puede llevar a cabo cuando el producto solo presenta un componente.

Además, se propone un dispositivo de dosificación para la dosificación reguladora de la presión de un producto líquido o pastoso. El dispositivo de dosificación comprende una cámara de mezclado, al menos una bomba dosificadora dispuesta aguas arriba de la cámara de mezclado para dosificar el producto en la cámara de mezclado, un sensor de presión para determinar una presión de producto del producto en la cámara de mezclado, una válvula reguladora de presión para abrir o cerrar en función de la presión una boquilla de salida de la cámara de mezclado y un equipo de control que está configurado para controlar la válvula reguladora de presión en función de la presión para adaptar la presión de producto a una presión teórica. El dispositivo de dosificación comprende asimismo un bloque de flujo dispuesto entre la al menos una bomba dosificadora y la cámara de mezclado con un canal a través del que puede pasar el producto, un sensor de presión para determinar una presión de producto del producto en el canal y una válvula de cierre para cerrar el canal antes de la cámara de mezclado.

La bomba dosificadora puede ser una bomba de tornillo excéntrico, una bomba de rueda dentada, un dosificador de pistón o similar. Preferentemente la bomba dosificadora es una bomba de tornillo excéntrico. Una bomba de tornillo excéntrico comprende preferentemente un estator alojado en una carcasa de bomba que presenta una parte elastomérica elásticamente deformable con un paso central. El paso comprende preferentemente un contorno interior helicoidal o en forma de tornillo sin fin. Preferentemente, en el estator está previsto un rotor giratorio que comprende un contorno exterior helicoidal o en forma de tornillo sin fin correspondiente a la parte elastomérica. El rotor se puede accionar a través de un eje de transmisión montado en una carcasa de cojinete de la bomba de tornillo excéntrico. Un equipo de accionamiento, en particular un motor eléctrico, se puede conectar preferentemente al árbol de accionamiento. El árbol de accionamiento se puede conectar firmemente al rotor con ayuda de un eje flexible, una articulación o un árbol flexible. Cuando el rotor gira, el producto o el componente se transporta lejos del árbol de transmisión según el principio del pistón sin fin mediante la interacción con la parte elastomérica del estator en una dirección longitudinal de la bomba de tornillo excéntrico. La cámara de mezclado está prevista en particular en un bloque de mezclado tubular o rectangular. Por ejemplo, se puede disponer una tubería o una manguera entre la cámara de mezclado y la al menos una bomba dosificadora, de modo que la cámara de mezclado pueda disponerse a una distancia de la bomba dosificadora. El sensor de presión puede estar previsto directamente en la cámara de mezclado o en un bloque de derivación de producto.

De acuerdo con una forma de realización, la cámara de mezclado presenta una mezcladora estática y/o una mezcladora dinámica.

Preferentemente, está prevista una mezcladora estática en la cámara de mezclado. Esto hace que el dispositivo de dosificación requiera un mantenimiento particularmente bajo. Además, una mezcladora estática es menos costosa que una mezcladora dinámica.

De acuerdo con otra forma de realización, la válvula reguladora de presión es una válvula de aguja.

Una válvula de aguja presenta en particular un cuerpo de válvula en forma de aguja. Se usa preferentemente una válvula de aguja que puede funcionar directamente como una punta de dosificación con el menor espacio muerto posible. Como alternativa, la válvula reguladora de presión es una válvula de bola con un cuerpo de válvula esférico. En particular, la válvula reguladora de presión presenta un elemento de accionamiento, preferentemente un accionamiento de husillo o un motor eléctrico con un husillo de ajuste como actuador, y un cuerpo de válvula en forma de aguja que está dispuesto en un taladro de un tubo de boquilla.

De acuerdo con otra forma de realización, en la cámara de mezclado está previsto un bloque de desviación de producto para desviar el producto, estando previsto en el bloque de desviación de producto el sensor de presión y un elemento de accionamiento de la válvula reguladora de presión.

El bloque de desviación de producto está diseñado preferentemente para desviar el producto dos veces en un ángulo de 90°. Se puede prescindir del bloque de desviación de producto. Al desviar el producto en el bloque de desviación de producto, se puede lograr que el cuerpo de válvula sea desplazable axialmente en una dirección de flujo del producto para abrir y cerrar la válvula reguladora de presión.

El dispositivo de dosificación comprende asimismo un bloque de flujo dispuesto entre la al menos una bomba dosificadora y la cámara de mezclado con un canal a través del que puede pasar el producto, un sensor de presión para determinar una presión de producto del producto en el canal y una válvula de cierre para cerrar el canal antes de la cámara de mezclado.

El bloque de flujo pasante puede presentar un bloque de cabezal mezclador y un bloque de bloqueo de flujo pasante, estando dispuesto el bloque de cabezal mezclador entre el bloque de bloqueo de flujo pasante y la bomba dosificadora. El canal penetra preferentemente tanto en el bloque de bloqueo de flujo como en el bloque del cabezal mezclador. En particular, en el bloque de flujo puede estar previsto un primer canal para el primer componente y un segundo canal para el segundo componente que está separado fluídicamente del primer canal. Puede estar asociado un sensor de presión propio a cada uno de los canales. Además, puede estar asociada una válvula de cierre a cada uno de los canales. La entrada de la cámara de mezclado se puede cerrar y abrir con ayuda de las válvulas de cierre.

De acuerdo con otra forma de realización, el dispositivo de dosificación comprende además un bloque de calibración con una salida de calibración y una válvula reguladora de presión para abrir o cerrar en función de la presión la salida de calibración, estando el equipo de control configurado para controlar la válvula reguladora de presión en función de la presión para adaptar la presión de producto a una presión teórica cuando la válvula de cierre está cerrada.

El bloque de calibración está fijado preferentemente al bloque de flujo. El bloque de calibración presenta preferentemente una primera salida de calibración y una segunda salida de calibración, estando asociada una primera válvula reguladora de presión a la primera salida de calibración y una segunda válvula reguladora de presión a la segunda salida de calibración. Las salidas de calibración están conectadas en cada caso a través de un taladro con los canales asociados a las mismas en el bloque de flujo. El equipo de control está configurado preferentemente para controlar las válvulas reguladoras de presión y las válvulas de cierre en cada caso en función de valores de medición determinados de los sensores de presión asociados a las mismas. El equipo de control puede presentar un programa informático con un algoritmo de regulación, preferentemente una regulación de PID.

De acuerdo con otra forma de realización, el dispositivo de dosificación presenta una primera bomba dosificadora para dosificar un primer componente del producto y una segunda bomba dosificadora para dosificar un segundo componente del producto.

El número de bombas dosificadoras es cualquiera. Por ejemplo, el dispositivo de dosificación también puede comprender tres o más bombas dosificadoras. Las bombas dosificadoras pueden estar fijadas al bloque de flujo. Como alternativa, las bombas dosificadoras y el bloque de flujo se pueden acoplar por medio de una línea de conexión. Otras posibles implementaciones del procedimiento y/o del dispositivo de dosificación comprenden también combinaciones no mencionadas explícitamente de características o formas de realización descritas previamente o más adelante en relación con los ejemplos de realización. A este respecto, el experto en la materia también añadirá aspectos individuales como mejoras o adiciones a la forma básica respectiva del procedimiento y/o del dispositivo de dosificación.

Otras configuraciones y aspectos ventajosos del procedimiento y/o del dispositivo de dosificación son objeto de las reivindicaciones dependientes así como de los ejemplos de realización del procedimiento y/o del dispositivo de dosificación que se describen a continuación. A continuación, el procedimiento y/o el dispositivo de dosificación se explican con más detalle sobre la base de formas de realización preferidas con referencia a las figuras adjuntas. La figura 1 muestra una vista esquemática en perspectiva de una forma de realización de un dispositivo de dosificación;

La figura 2 muestra una vista en sección esquemática del dispositivo de dosificación de acuerdo con la figura 1; La figura 3 muestra una vista en sección parcial en perspectiva esquemática del dispositivo de dosificación de acuerdo con la figura 1;

La figura 4 muestra una vista en sección parcial esquemática del dispositivo de dosificación de acuerdo con la figura 1;

La figura 5 muestra otra vista en sección parcial esquemática del dispositivo de dosificación de acuerdo con la figura 1;

La figura 6 muestra otra vista en sección parcial esquemática del dispositivo de dosificación de acuerdo con la figura 1;

La figura 7 muestra otra vista en sección parcial esquemática del dispositivo de dosificación de acuerdo con la figura 1;

La figura 8 muestra otra vista en sección parcial esquemática del dispositivo de dosificación de acuerdo con la figura 1; y

La figura 9 muestra un diagrama de bloques esquemático de una forma de realización de un procedimiento para operar el dispositivo de dosificación de acuerdo con la figura 1.

En las figuras, los elementos que son iguales o equivalentes llevan las mismas referencias, a menos que se indique lo contrario.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva esquemática de una forma de realización de un dispositivo de dosificación 1 para la dosificación regulada por presión de un producto líquido o pastoso P. La figura 2 muestra una vista en sección esquemática del dispositivo de dosificación 1 y la figura 3 muestra una vista en sección parcial en perspectiva esquemática del dispositivo de dosificación 1. A continuación, se hace referencia a las figuras 1 a 3 al mismo tiempo. El producto puede ser, por ejemplo, un adhesivo o sellante, agua, una solución acuosa, una pintura, una suspensión, una materia prima viscosa, una emulsión o una grasa. El producto P puede presentar uno o más de un componente K1, K2. Por ejemplo, el producto P puede ser un adhesivo de dos componentes. El producto se puede cargar, por ejemplo, con materiales de relleno como microglobos. Los microglobos son esferas de vidrio huecas que se utilizan, por ejemplo, como materiales de relleno para sistemas de resinas epoxídica y de poliéster. Tales microglobos pueden, por ejemplo, presentar una densidad aparente de 140 a 150 g/l, un peso específico de 0,26 g/cm3, presentan una distribución de tamaño de grano de 50 mm y un tamaño de partícula máximo de 200 mm. Por un producto pastoso o una pasta se entiende una mezcla sólido-líquido, en particular una suspensión, con un alto contenido de sólidos. El dispositivo de dosificación 1 comprende al menos una bomba dosificadora 2, 3. Como se muestra en las figuras 1 a 3, el dispositivo de dosificación 1 puede presentar dos bombas dosificadoras 2, 3, en particular una primera bomba dosificadora 2 y una segunda bomba dosificadora 3, o cualquier número de bombas dosificadoras, por ejemplo tres bombas dosificadoras. Las bombas dosificadoras 2, 3 pueden ser, por ejemplo, bombas de tornillo excéntrico, bombas de rueda dentada, dosificadores de pistón o similares. Las bombas dosificadoras 2, 3 están configuradas preferentemente como bombas de tornillo excéntrico.

Una bomba de tornillo excéntrico comprende preferentemente un estator alojado en una carcasa de bomba que presenta una parte elastomérica elásticamente deformable con un paso central. El paso comprende preferentemente un contorno interior helicoidal o en forma de tornillo sin fin. Preferentemente, en el estator está previsto un rotor giratorio que comprende un contorno exterior helicoidal o en forma de tornillo sin fin correspondiente a la parte elastomérica. El rotor puede estar accionado por un elemento de accionamiento, en particular un motor eléctrico, a través de un árbol de accionamiento. El árbol de accionamiento se puede conectar firmemente al rotor con ayuda de un árbol flexible, un árbol flexible o un árbol articulado. Cuando el rotor gira, el producto P o el componente K1, K2 se transporta lejos del árbol de transmisión según el principio del pistón sin fin mediante la interacción con la parte elastomérica del estator en una dirección longitudinal de la bomba de tornillo excéntrico. El volumen de transporte depende a este respecto de la velocidad de giro, el tamaño, el paso y la geometría del rotor.

La primera bomba dosificadora 2 y la segunda bomba dosificadora 3 están montadas en un cabezal de flujo o bloque de flujo 4. Las bombas dosificadoras 2, 3 están dispuestas a este respecto en forma de V o en paralelo. El bloque de flujo 4 puede estar hecho, por ejemplo, de un material de acero o de aluminio. El bloque de flujo 4 se puede diseñar en dos partes y presentar un bloque de cabezal mezclador 5, al que están fijadas las bombas dosificadoras 2, 3, y un bloque de bloqueo de flujo 6. El bloque de cabezal mezclador 5 está dispuesto a este respecto entre el bloque de bloqueo de flujo 6 y las bombas dosificadoras 2, 3.

El bloque de flujo 4 comprende un primer canal 7 que penetra en el bloque de cabezal mezclador 5 y el bloque de bloqueo de flujo 6, a través del cual puede pasar el primer componente K1, y un segundo canal 8 que es al menos parcialmente paralelo al primer canal 7 y a través del cual puede pasar el segundo componente K2. El bloque de flujo 4 comprende además un primer sensor de presión 9 para determinar una presión del primer componente K1 en el primer canal 7 y un segundo sensor de presión 10 para determinar una presión del segundo componente K2 en el segundo canal 8.

Además, el bloque de flujo 4 comprende una primera válvula de cierre 11 para cerrar el primer canal 7 aguas abajo del primer sensor de presión 9. La primera válvula de cierre 11 comprende un elemento de accionamiento 12, por ejemplo un motor eléctrico, así como un empujador de válvula o cuerpo de válvula 13, que puede moverse hacia el primer canal 7 para cerrarlo y salir nuevamente del primer canal 7 para abrirlo. Asimismo, el bloque de flujo 4 comprende una segunda válvula de cierre 14 para cerrar el segundo canal 8 aguas abajo del segundo sensor de presión 10. La segunda válvula de cierre 14 comprende asimismo un elemento de accionamiento 15 así como un empujador de válvula o cuerpo de válvula 16 que se puede mover hacia adentro y hacia afuera del segundo canal 8 para cerrar y abrir el segundo canal 8.

El dispositivo de dosificación 1 comprende además un bloque de calibración 17 fijado al bloque de cabezal mezclador 5. El bloque de calibración 17 puede estar atornillado por ejemplo con el bloque de cabezal mezclador 5. El bloque de calibración 17 comprende una primera salida de calibración 18 y una segunda salida de calibración 19. El bloque de calibración 17 comprende además una primera válvula reguladora de presión 20 para abrir o cerrar en función de la presión de la primera salida de calibración 18 y una segunda válvula reguladora de presión 21 para abrir o cerrar en función de la presión la segunda salida de calibración 19.

La segunda válvula reguladora de presión 21 comprende un elemento de accionamiento 22 y un empujador de válvula o cuerpo de válvula 23, que se puede desplazar linealmente con ayuda del elemento de accionamiento 22 en una dirección longitudinal L1 del dispositivo de dosificación 1. El elemento de accionamiento 22 es preferentemente un motor eléctrico con un husillo de ajuste como accionador. Con ayuda del cuerpo de válvula 23, la segunda salida de calibración 19 se puede abrir o cerrar. El cuerpo de válvula 23 tiene preferentemente forma de aguja. En particular, la segunda válvula reguladora de presión 21 es una válvula de aguja.

El cuerpo de válvula 23 de la segunda válvula reguladora de presión 21 está dispuesto en un taladro 24 previsto en el bloque de calibración 17. El taladro 24 puede discurrir en paralelo al segundo canal 8. El segundo canal 8 está conectado fluídicamente con el taladro 24 a través de un taladro 25 que atraviesa el bloque de cabezal mezclador 5 y el bloque de calibración 17. Con ayuda de la segunda válvula reguladora de presión 21, la segunda salida de calibración 19 se puede cerrar y abrir.

La primera válvula reguladora de presión 20 también presenta un elemento de accionamiento 22 de este tipo así como un cuerpo de válvula 23 en forma de aguja. Con ayuda de la primera válvula reguladora de presión 20, la primera salida de calibración 18 se puede cerrar y abrir. El cuerpo de válvula 23 de la primera válvula reguladora de presión 20 está previsto en un taladro 24 que está dispuesto en paralelo al primer canal 7, que está conectado fluídicamente con el primer canal 7 a través de un taladro adicional 25. Los taladros 24, 25 asociados a la primera salida de calibración 18 así como el cuerpo de válvula 23 de la primera válvula reguladora de presión 20 no se muestran en las figuras 1 a 3.

El dispositivo de dosificación 1 comprende un bloque de mezclado 26 que está fijado en el lado delantero al bloque de bloqueo de flujo 6. El bloque de mezclado 26 se puede fijar directamente al bloque de bloqueo de paso 6, o puede estar prevista una tubería o una manguera entre el bloque de bloqueo de paso 6 y el bloque de mezclado 26. El bloque de mezclado 26 es tubular y encierra una cámara de mezclado cilíndrica 27 en la que se mezclan el primer componente K1 y el segundo componente K2. Para ello, puede estar prevista una mezcladora estática y/o una mezcladora dinámica en la cámara de mezclado 27.

Se entiende por mezcladora estática una mezcladora que no presenta partes móviles. Una mezcladora estática de este tipo presenta, en particular, una hélice de mezclado o un cuerpo de mezclado, mezclándose los dos componentes K1, K2 mediante múltiples vuelcos cuando son transportados a través de la cámara de mezclado 27. En contraste con esto, una mezcladora dinámica presenta para ello uno o varios elementos de mezclado móviles, por ejemplo, giratorios. Los componentes K1, K2 se mezclan para formar el producto P en la cámara de mezclado 27. En el caso de que el producto P no sea multicomponente, el producto P se dosifica en la cámara de mezclado 27 mediante la bomba dosificadora 2, 3, en este caso solo mediante una bomba dosificadora 2, 3, y allí se mezcla.

El bloque de mezclado 26 presenta una boquilla de salida 28, que no necesariamente tiene que estar dispuesta directamente en el bloque de mezclado 26. La boquilla de salida 28 está prevista en un tubo de boquilla 29 que se estrecha en punta. Entre el tubo de boquilla 29 y el bloque de mezclado 26 está previsto un bloque de desviación de producto 30. Con ayuda del bloque de desviación de producto 30, el producto P se puede desviar. En particular, el bloque de desviación de producto 30 está configurado para desviar el producto dos veces en un ángulo de 90°. Para este propósito, está previsto un canal 31 de enrollamiento en el bloque de desviación de producto 30, que conecta fluídicamente la cámara de mezclado 27 con un canal 32 previsto en el tubo de boquilla 29. Los canales 31,32 pueden ser parte de la cámara de mezclado 27.

En el bloque de desviación de producto 30 está previsto un elemento de accionamiento 33 de otra válvula de regulación de presión 34, en particular una tercera. El elemento de accionamiento 33 es preferentemente un motor eléctrico con un husillo de ajuste como accionador. Con ayuda de la válvula reguladora de presión 34, la boquilla de salida 28 se puede abrir o cerrar en función de la presión. Para ello, la válvula reguladora de presión 34 presenta un empujador de válvula o un cuerpo de válvula 35 previsto en el canal 32 del tubo de boquilla 29. El cuerpo de válvula 35 se puede desplazar linealmente en el canal 32, en particular en la dirección longitudinal L1. La válvula reguladora de presión 34 es en particular una válvula de aguja.

Las válvulas reguladoras de presión 20, 21, 34 no están diseñadas en particular como válvulas de apertura y cierre. Una válvula de apertura-cierre solo se puede conectar en dos posiciones de conmutación, es decir, opcionalmente en una posición abierta o en una posición cerrada. Una válvula de apertura-cierre de este tipo también se puede denominar válvula de cierre o válvula de bloqueo. En el presente caso, una válvula reguladora o válvula reguladora de presión debe entenderse como una válvula que se puede mover continuamente en cualquier número, en particular infinito, de posiciones intermedias entre una posición abierta, es decir, presión mínima del producto, y una posición cerrada, es decir, presión máxima del producto. Con ello puede ajustarse cualquier presión de producto entre la presión de producto mínima y la presión de producto máxima. Para ello, la respectiva válvula reguladora de presión 20, 21, 34 presenta preferentemente en cada caso el cuerpo de válvula 23, 35 ya mencionado anteriormente, que se puede desplazar, en particular linealmente, con ayuda del respectivo elemento de accionamiento 22, 33. El cuerpo de la válvula 22, 33 puede a este respecto, por ejemplo, tener forma de aguja (válvula de aguja) o ser esférico (válvula de bola). El elemento de accionamiento 22, 33 es preferentemente en cada caso un motor eléctrico o un motor eléctrico con un husillo de ajuste como accionador. Como resultado, el cuerpo de válvula 23, 35 respectivo se puede llevar a cualquier posición entre la posición abierta y la posición cerrada. El dispositivo de dosificación 1 comprende además un sensor de presión 36 para determinar una presión de producto del producto P aguas abajo de la cámara de mezclado 27. El sensor de presión 36 puede estar dispuesto directamente en la cámara de mezclado 27 o, como se muestra en las figuras 1 a 3, en el bloque de desviación de producto 30 y en particular en el canal 31 del bloque de desviación de producto 30.

El dispositivo de dosificación 1 comprende además un equipo de control 37 que está configurado para registrar valores de medición de los sensores de presión 9, 10, 36 y para controlar las válvulas reguladoras de presión 20, 21, 34 así como las válvulas de cierre 11, 14. El equipo de control 37 también está configurado para comparar los valores de medición registrados con ayuda de los sensores de presión 9, 10, 36 con un valor teórico.

La funcionalidad del dispositivo de dosificación 1 se explica a continuación con referencia a las figuras 4 a 8, que muestran en cada caso vistas detalladas en sección del dispositivo de dosificación 1. La cantidad o el volumen por componente K1, K2 durante el proceso de dosificación puede verse afectado por distintos factores. Estos pueden ser entre otros la contrapresión en la cámara de mezclado 27, la viscosidad del producto P o los componentes K1, K2, la compresibilidad del producto P o los componentes K1, K2 y otras propiedades reológicas, tal como el límite de fluencia. La compresibilidad del producto P o de los componentes K1, K2 puede adquirir en este sentido un grado considerable como resultado de inclusiones de aire o gas o la adición de microglobos.

En particular en el caso de componentes K1, K2 compresibles, debido a la variación de volumen y a las variaciones de los estados de presión tanto en el estado dinámico como en el estático, la precisión del volumen o de la cantidad dosificados no está garantizada, de modo que pueden ocurrir errores parciales en la relación de mezcla así como en la cantidad total. Para evitar esto, en el dispositivo de dosificación 1, el producto P o los componentes K1, K2 se dosifican en la cámara de mezclado 27 con ayuda de las respectivas bombas de dosificación 2, 3. La dosificación puede tener lugar a este respecto de manera continua. Es decir, las bombas dosificadoras 2, 3 suministran un caudal volumétrico continuo. En el funcionamiento normal del dispositivo de dosificación 1, las válvulas de cierre 11, 14 están abiertas, de modo que los canales 7, 8 están conectados fluídicamente con la cámara de mezclado 27. Es decir, las bombas dosificadoras 2, 3 transportan hasta la cámara de mezclado 27.

La presión de producto del producto P aguas después de la cámara de mezclado 27 se mide con ayuda del sensor de presión 36. Esta presión de producto determinada se compara con una presión teórica predeterminada con ayuda del equipo de control 37, y se determina la desviación de la presión de producto de la presión teórica. Para ello, el equipo de control 37 puede presentar un programa informático con algoritmo de regulación, preferentemente con una regulación de PID (derivada integral proporcional). La presión teórica es a este respecto preferentemente tan alta que el producto P ya no es compresible y, en particular, casi o esencialmente ya no es compresible. Sin embargo, la presión de producto es tan baja que el producto P no se daña, por ejemplo tan baja que se evita que los microglobos contenidos en el producto P no se trituren. Es decir, la presión de producto se mantiene en una ventana de presión predeterminada.

El equipo de control 37 controla la válvula reguladora de presión 34 de tal manera que la boquilla de salida 28 se abre o se cierra en función de la presión. Al abrirse la válvula reguladora de presión 34, la presión de producto se reduce en consecuencia, ya que el producto P puede salir a través de la boquilla de salida 28. Al cerrarse la válvula reguladora de presión 34, la presión de producto en la cámara de mezclado 27 aumenta, ya que no puede salir más producto P de la boquilla de salida 28. Para ello, la figura 4 muestra la válvula reguladora de presión 34 en estado cerrado y la figura 5 muestra la válvula reguladora de presión 34 en estado abierto.

Con ayuda del dispositivo de dosificación 1, la presión de producto del producto P se puede mantener constante durante todo el procedimiento de dosificación, tanto en el estado estático como en el dinámico, con el fin de minimizar o prevenir completamente las imprecisiones en la dosificación. Con ayuda de la válvula reguladora de presión 34 activada a través del equipo de control 37 en función de la presión de producto medida por el sensor de presión 36, se puede mantener un estado de alta presión constante. Esto es independiente de si el producto P fluye o no fluye, es decir, tanto en un estado estático como en un estado dinámico. Por lo tanto, la presión de producto también es independiente del caudal y la contrapresión a través de la mezcladora estática en la cámara de mezclado 27 y a través de la boquilla de salida 28.

Además de la función de regulación de la presión de producto, también se puede hacer posible la calibración bajo presión. Para ello se cierra una entrada de la cámara de mezclado 27 con ayuda de las válvulas de cierre 11, 14. En la figura 6, la primera válvula de cierre 11 está abierta, es decir, el cuerpo de válvula 13 no bloquea el primer canal 7, que está previsto en el bloque de paso 4. La segunda válvula de cierre 14 está cerrada, es decir, el cuerpo de válvula 16 se desplaza al segundo canal 8 para bloquearlo. Al igual que con la regulación de presión del caudal volumétrico del producto P, se logra un estado de presión estable a través del sensor de presión 10, el equipo de control 37 y la válvula reguladora de presión 21, que corresponde preferentemente al mismo estado de presión que con la dosificación del producto P.

Dado que durante este proceso de calibración el caudal volumétrico para cada componente K1, K2 se dosifica individualmente desde la salida de calibración respectiva 18, 19, se puede realizar muy fácilmente una calibración presurizada para cada componente K1, K2. A este respecto se mide la cantidad de componentes K1, K2 por unidad de tiempo y se usa como valor de medición de una función de calibración del dispositivo de medición 1. Concretamente en el caso de productos compresibles P o en el caso de componentes compresibles K1, K2, se ajustan diferentes flujos y volúmenes o masas, en particular al comienzo y al final de un proceso de dosificación, cuya determinación no puede ser determinada por una contrapresión generada por resistencias de flujo. Para ello, la figura 7 muestra la válvula reguladora de presión 21 abierta y la figura 8 muestra la válvula reguladora de presión 21 en estado cerrado.

Sin embargo, dado que el producto P o los componentes K1, K2 ya no pueden comprimirse a partir de la presión teórica predeterminada y la compresibilidad se vuelve casi cero, este efecto se puede minimizar porque la presión de producto siempre se mantiene en una ventana de presión que es mayor o igual que la presión teórica. Si el producto P o los componentes K1, K2 contienen materiales de relleno, tales como por ejemplo microglobos, que podrían reventar a partir de una presión determinada, la presión teórica se puede ajustar de modo que, por un lado, se dosifique la máxima cantidad posible de producto P, mediante la limitación a una presión máxima se evita en cambio que los materiales de relleno exploten.

Un procedimiento para la dosificación regulada por presión del producto líquido o pastoso P, como se representa en la figura 9, presenta varias etapas. En una etapa S1, el producto P se dosifica en la cámara de mezclado 27 con ayuda de la bomba dosificadora 2, 3. En la etapa S1, al menos dos componentes K1, K2 del producto P también pueden dosificarse en la cámara de mezclado 27 mediante diferentes bombas dosificadoras 2, 3. La dosificación puede realizarse de manera continua. Esto significa que la bomba dosificadora dosifica el producto P en la cámara de mezclado 27 durante todo el procedimiento. En una etapa S2, se determina la presión de producto del producto P aguas abajo de la cámara de mezclado 27. Para ello se usa el sensor de presión 36, que puede estar dispuesto directamente en el bloque de mezclado 26 o también en el bloque de desviación de producto 30 o en el tubo de boquilla 29.

En una etapa S3, se determina una desviación de la presión de producto de una presión teórica predeterminada. En particular, la presión teórica es tan alta que el producto P o los componentes K1, k2 ya no pueden comprimirse a partir de la presión teórica. En una etapa S4, la válvula reguladora de presión 34 prevista en la boquilla de salida 28 de la cámara de mezclado 27 se abre o se cierra para adaptar la presión de producto a la presión teórica o aumentarla por encima de la presión teórica. En particular, la presión de producto se reduce al abrirse la válvula de regulación de presión 34 y se aumenta al cerrarse la válvula de regulación de presión 34.

El procedimiento puede comprender además una etapa de calibración S5, en la que los canales 7, 8, es decir, la entrada de la cámara de mezclado 27, se cierran y el producto P o los componentes individuales K1, K2 se conducen hacia la salida de calibración 18, 19. A este respecto la presión de producto del producto P o de los componentes K1, K2 antes de la salida de calibración 18, 19 se determina con ayuda del sensor de presión respectivo 9, 10 y se determina una desviación de la presión de producto determinada de la presión teórica predeterminada, que puede corresponder a la presión teórica mencionada anteriormente.

La válvula reguladora de presión 20, 21 prevista en la respectiva salida de calibración 18, 19 se abre o cierra a este respecto en función de la presión para igualar la presión de producto a la presión teórica, en donde la presión de producto se reduce cuando la respectiva válvula reguladora de presión 20, 21 se abre y se aumenta cuando se cierra la respectiva válvula reguladora 20, 21. La etapa de calibración S5 se puede llevar a cabo por separado para los diferentes componentes K1, K2 del producto P. En el caso de que el producto P presente solo un componente K1, K2, la etapa de calibración S5 se lleva a cabo directamente para el producto P. El fin en este sentido es en particular la calibración de la bomba.

Aunque la presente invención se ha descrito por medio de ejemplos de realización, puede modificarse de muchas formas.

Lista de referencias

1 dispositivo de dosificación

2 bomba dosificadora

3 bomba dosificadora

4 bloque de flujo

5 bloque de cabezal mezclador

6 bloque de bloqueo de flujo

7 canal

8 canal

9 sensor de presión

10 sensor de presión

11 válvula de cierre

12 elemento de accionamiento

13 cuerpo de válvula

14 válvula de cierre

15 elemento de accionamiento

16 cuerpo de válvula

17 bloque de calibración

18 salida de calibración

19 salida de calibración

20 válvula reguladora de presión

21 válvula reguladora de presión

22 elemento de accionamiento

23 cuerpo de válvula

24 taladro

25 taladro

26 bloque de mezclado

27 cámara de mezclado

28 boquilla de salida

29 tubo de boquilla

30 bloque de desviación de producto

31 canal

32 canal

33 elemento de accionamiento

34 válvula reguladora de presión

35 cuerpo de válvula

36 sensor de presión

37 equipo de control

K1 componente

K2 componente

L1 dirección longitudinal

P producto

S1 etapa

S2 etapa

S3 etapa

S4 etapa

S5 etapa

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de dosificación regulada por presión de un producto líquido o pastoso (P), con las siguientes etapas: dosificar (S1) el producto (P) en una cámara de mezclado (27) con ayuda de una bomba dosificadora (2, 3); determinar (S2) una presión de producto del producto (P) aguas abajo de la cámara de mezclado (27); determinar (S3) una desviación de la presión de producto de una presión teórica predeterminada; y abrir o cerrar en función de la presión (S4) una válvula reguladora de presión (34) prevista en una boquilla de salida (28) de la cámara de mezclado (27) para adaptar la presión de producto a la presión teórica, reduciéndose la presión de producto al abrirse la válvula reguladora de presión (34) y aumentándose al cerrarse la válvula reguladora de presión (34), siendo el producto (P) compresible y siendo el producto (P) incompresible a partir de la presión teórica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos dos componentes diferentes (K1, K2) del producto (P) se dosifican en la cámara de mezclado (27).

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que los al menos dos componentes (K1, K2) se mezclan entre sí en la cámara de mezclado (27) con ayuda de una mezcladora estática y/o una mezcladora dinámica.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 - 3, en el que la presión de producto se mantiene en una ventana de presión predeterminada.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además una etapa de calibración (S5) en la que se cierra una entrada de la cámara de mezclado (27) y el producto (P) se conduce a una salida de calibración (18, 19), en el que una presión de producto del producto (P) se determina antes de la salida de calibración (18, 19), en el que se determina una desviación de la presión de producto de una presión teórica predeterminada, en el que se abre o se cierra una válvula reguladora de presión (20, 21) prevista en la salida de calibración (18, 19) en función de la presión, para adaptar la presión de producto a la presión teórica y en el que la presión de producto se reduce al abrirse la válvula reguladora de presión (20, 21) y se aumenta al cerrarse la válvula reguladora de presión (20, 21).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que en la etapa de calibración (S5) se alcanza la misma presión de producto que en la cámara de mezclado (27).

7. Procedimiento según la reivindicación 5 o 6, en el que la etapa de calibración (S5) se lleva a cabo por separado para diferentes componentes (K1, K2) del producto (P).

8. Dispositivo de dosificación (1) para la dosificación regulada por presión de un producto líquido o pastoso (P), con una cámara de mezclado (27),

al menos una bomba dosificadora (2, 3) dispuesta aguas arriba de la cámara de mezclado (27) para dosificar el producto (P) en la cámara de mezclado (27),

un sensor de presión (36) para determinar una presión de producto del producto (P) después de la cámara de mezclado (27),

una válvula reguladora de presión (34) para abrir o cerrar en función de la presión una boquilla de salida (28) de la cámara de mezclado (27),

un equipo de control (37) que está configurado para controlar la válvula reguladora de presión (34) en función de la presión para adaptar la presión de producto a una presión teórica, y

un bloque de flujo (4) dispuesto entre la al menos una bomba dosificadora (2, 3) y la cámara de mezclado (27) con un canal (7, 8) a través del cual puede pasar el producto (P), un sensor de presión (9, 10) para la determinación una presión de producto del producto (P) en el canal (7, 8), caracterizada porque una válvula de cierre (11, 14) para cerrar el canal (7, 8) está dispuesta delante de la cámara de mezclado (27).

9. Dispositivo de dosificación según la reivindicación 8, en el que la cámara de mezclado (27) presenta una mezcladora estática o una mezcladora dinámica.

10. Dispositivo de dosificación según la reivindicación 8 o 9, en el que la válvula reguladora de presión (34) es una válvula de aguja.

11. Dispositivo de dosificación según una de las reivindicaciones 8-10, en el que en la cámara de mezclado (27) está previsto un bloque de desviación de producto (30) para desviar el producto (P) y en el que en el bloque de desviación de producto (30) están previstos el sensor de presión (36) y un elemento de accionamiento (33) de la válvula reguladora de presión (34).

12. Dispositivo de dosificación según una de las reivindicaciones 8-11, que comprende asimismo un bloque de calibración (17) con una salida de calibración (18, 19) y una válvula reguladora de presión (20, 21) para abrir o cerrar en función de la presión la salida de calibración (18, 19), en el que el equipo de control (37) está configurado para controlar en función de la presión la válvula reguladora de presión (20, 21) para adaptar a una presión teórica la presión de producto con la válvula de cierre (11, 14) cerrada.

13. Dispositivo de dosificación según una de las reivindicaciones 8-12, en el que el dispositivo de dosificación (1) presenta una primera bomba dosificadora (2) para dosificar un primer componente (K1) del producto (P) y una segunda bomba dosificadora (3) para dosificar un segundo componente (K2) del producto (P).