ES2964206T3 - Dispositivo para la medición y/o regulación de un flujo de material y procedimiento para su fabricación - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo para medir y/o regular propiedades de un flujo de material, en particular un flujo de aerosol y/o un flujo de fluido, en particular un flujo de gas, en particular un flujo de aire y/o un flujo de líquido, que comprende un medio de conducción para el flujo de material con al menos un tramo de conducto, en particular un tramo de tubo, por el que se puede conducir el flujo de material de forma fluida y/o circular, donde al menos un medio para fijar y /o que pasa a través de una unidad funcional, en particular un sensor y/o un medio transmisor de señales y/o una unidad receptora de señales para medir y/o transmitir propiedades del flujo de material, está integrado en el medio de conducción, estando al menos el conducto Los medios para el flujo de material deben construirse con los medios para fijar y/o pasar a través de una unidad funcional mediante un método de fabricación aditiva, en particular un método de impresión 3D, esencialmente en una sola pieza. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para la medición y/o regulación de un flujo de material y procedimiento para su fabricación

La invención se refiere a un dispositivo para la medición y/o regulación de un flujo de material según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento para medir un flujo de material según la reivindicación 10.

Se conoce la medición de un flujo por medio de dispositivos de medición previstos respectivamente en conductos de flujo de fluido para la medición. La desventaja es que el dispositivo de medición no es flexible, tanto en lo que se refiere a la forma y al lugar de montaje, como al tipo de dispositivo de medición.

El documento US 2014/0260668 revela un caudalímetro ultrasónico con un atenuador de ruido acústico formado integralmente, por el que se ven afectados los flujos que pasan.

El documento DE 102012 111 757 A1 describe un dispositivo para la medición ultrasónica de caudal en sistemas de tubos flexibles y/o tuberías de plástico con sensores de medición de caudal montados en los mismos.

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo sencillo y fiable para medir un flujo de material, evitando al mismo tiempo los inconvenientes del estado de la técnica.

La tarea se resuelve mediante un dispositivo para la medición y/o regulación de las propiedades de un flujo de material, en particular un flujo de aerosol y/o un flujo de fluido, en particular un flujo de gas, especialmente un flujo de aire, y/o un flujo de líquido, que comprende un elemento conductor para el flujo de material con al menos una sección de canalización, a saber, una sección de canalización por la que el flujo de material puede pasar de forma directa o rodeándola, previéndose al menos una unidad funcional, integrándose al menos un elemento para el acoplamiento de una unidad funcional, a saber, un sensor y/o un elemento transmisor de señales y/o una unidad receptora de señales para la medición y/o transmisión de las propiedades del flujo de material, a saber, un dispositivo RFID y/o NFC y/o Bluetooth, acoplado especialmente a una estación de acoplamiento y/o a un ordenador y/o a un smartphone, en los elementos conductores, construyéndose al menos los elementos conductores para el flujo de material fundamentalmente de una sola pieza con los elementos para el acoplamiento de una unidad funcional mediante un proceso de fabricación aditiva, es decir, un proceso de impresión 3D, e introduciéndose la unidad funcional como un elemento de pared o elemento interior en una pared de los elementos conductores por medio de un proceso de impresión 3D, extendiéndose la pared en la zona del elemento de pared del elemento interior de forma plana y sin formar ningún paso a través de la pared, de manera que se eviten obstáculos al flujo.

La presente invención permite prescindir de componentes adicionales específicos y adaptados individualmente para los elementos conductores u otras zonas de un dispositivo de flujo para el registro y la transmisión de mediciones. El usuario puede retirar o añadir fácilmente unidades funcionales en un momento posterior a la instalación, en particular sin tener que interrumpir el flujo de material o retirar el dispositivo del flujo. El dispositivo es muy flexible en su uso para todo tipo de flujos de material, especialmente también para una suspensión o emulsión de partículas sólidas o líquidas, o también en forma de polvo fluyente. Gracias a los múltiples elementos previstos de antemano para fijar y/o atravesar una unidad funcional, el usuario puede utilizar y/o reequipar el sistema de sensores de forma modular. Los elementos para la fijación y/o el paso a través de una unidad funcional también pueden preverse para diseños complejos de las secciones de tubería mediante el proceso de fabricación aditiva, especialmente en el proceso de impresión 3D, con diferentes pesos, grosores de pared, materiales, etc. En particular, los materiales se pueden seleccionar adaptados fundamentalmente a las propiedades del flujo de material, sobre todo del fluido y también abarcando diferentes grupos de materiales, de modo que, por ejemplo, por un lado, el fluido se guíe de forma segura y, por otro lado, los elementos de unión y/o de paso a través de una unidad funcional se mantengan estables y seguros. Los puntos de conexión o los puntos de transición entre los distintos elementos de tubería especialmente susceptibles a las fugas o al envejecimiento pueden fabricarse en una sola pieza en función de los requisitos del usuario. Otros elementos conductores y/o elementos de unión y/o de paso se pueden prever igualmente en una sola pieza con los mismos mediante la fabricación aditiva, impresión 3D, con lo que se evitan en este caso ventajosamente los obstáculos de flujo y se eliminan procesos de fuga o envejecimiento en puntos de transición de diferentes unidades, que pueden ser causados de manera especialmente intensa por flujos de material agresivos. Mediante el dispositivo propuesto se pueden integrar fácilmente sensores con sus requisitos más variados para el tipo y el diseño del receptáculo, incluso con antelación a un cambio de la norma, sin tener que sustituir las secciones de los conductos.

Resulta ventajoso que al menos una unidad funcional se diseñe de modo que pueda ser adaptada posteriormente y/o desmontada. La unidad funcional puede comprender un sensor que, por ejemplo, se inserta directamente en el dispositivo de medición y/o regulación durante la fabricación y que, en caso de necesidad, es puesta posteriormente por el usuario en contacto con una unidad de recepción y/o de regulación mediante un contacto desmontable.

Se considera ventajoso que al menos una unidad funcional se pueda emplear en contacto con el elemento y/o a distancia del elemento conductor del material, siendo el elemento para la fijación y/o la unidad funcional, como elementos exteriores dispuestos en el exterior del elemento conductor, especialmente un medidor ultrasónico, y/o como elementos murales en una pared del elementos conductores, especialmente un sensor de temperatura, y/o como elementos internos del elementos conductores, especialmente un medidor de presión y/o un medidor de pH.

Resulta ventajoso que se prevean varios elementos de fijación y/o de paso de una unidad funcional, en particular como unidad normalizada.

Se considera ventajoso que al menos uno de los elementos de fijación y/o de paso a través de una unidad funcional se pueda cerrar cuando no se utilice.

Se considera ventajoso que la unidad funcional comprenda un sensor y/o elementos de transmisión de señales para transmitir señales de medición y/o una unidad de recepción de señales.

Resulta ventajoso que la unidad funcional comprenda: especialmente un elemento para la medición de la presión, de la temperatura, del caudal, del pH, del contenido de Co2, de la viscosidad, del grado de dureza, del contenido mineral, un caudalímetro flotante, un dispositivo de medición por ultrasonidos, en particular, un dispositivo RFID y/o NFC y/o Bluetooth, que se acopla en especial a una estación de acoplamiento y/o a un ordenador y/o a un smartphone.

También es ventajoso que al menos el elemento conductor se pueda construir con el elemento para la fijación y/o para el paso de una unidad funcional fundamentalmente en una sola pieza, en particular con metal y/o plástico y/o polvo cerámico y/o vidrios, mediante un procedimiento de fabricación aditiva.

Resulta ventajoso que el elemento conductor para el flujo de material se pueda construir con el elemento para la fijación y/o el paso de una unidad funcional con una estructura de refuerzo, en particular una estructura en forma de panal, con lo que se aumenta la estabilidad de los elementos conductores para el flujo de fluido, se amortiguan las vibraciones, se suavizan las frecuencias naturales y/o se reduce el peso.

La tarea también se resuelve mediante un procedimiento para la fabricación de un dispositivo para la medición y/o regulación de las propiedades de un flujo de material, en particular un flujo de aerosol y/o un flujo de fluido, especialmente un flujo de gas, en particular un flujo de aire, y/o un flujo de líquido, en el que se construye un elemento conductor para el flujo de material con al menos una sección de canalización, a saber, una sección de canalización por la que el flujo de material puede pasar de forma directa o rodeándola y al menos una unidad funcional, integrándose al menos un elemento para el acoplamiento de una unidad funcional, a saber, un sensor y/o un elemento transmisor de señales y/o una unidad receptora de señales para la medición y/o transmisión de las propiedades del flujo de material, a saber, un dispositivo RFID y/o NFC y/o Bluetooth, acoplado especialmente a una estación de acoplamiento y/o un ordenador y/o un smartphone en el elemento conductor, construyéndose al menos el elemento conductor para el flujo de material fundamentalmente de una sola pieza con el elemento para el acoplamiento de una unidad funcional mediante un proceso de fabricación aditiva, es decir, un proceso de impresión 3D, e introduciéndose la unidad funcional como un elemento de pared o elemento interior en una pared del elemento conductor por medio de un proceso de impresión 3D, extendiéndose la pared en la zona del elemento de pared del elemento interior de forma plana y sin formar ningún paso a través de la pared, de manera que se eviten obstáculos al flujo.

Otras características y ventajas de la invención resultan de las reivindicaciones y de la siguiente descripción, en la que se explican algunos ejemplos de realización de la invención con mayor detalle en combinación con los dibujos. La invención es definida por las reivindicaciones independientes y todos los ejemplos de realización que se refieren a un elemento para el paso de una unidad funcional, o a una unidad funcional como elemento exterior, no forman parte de la invención.

Se muestra en la:

Fig. 1 un corte de un dispositivo según la invención,

Fig. 2 un corte longitudinal esquemático de un dispositivo según la invención, y

Fig. 3 un corte transversal esquemático de un dispositivo.

La figura 1 muestra un corte de un dispositivo 1 según la invención para la medición y/o regulación de las propiedades de un flujo de material 2 , en particular un flujo de aerosol y/o un flujo de fluido, especialmente un flujo de gas, en particular un flujo de aire, y/o un flujo de líquido, que comprende un elemento conductor 4 para el flujo de material 2 con al menos una sección de canalización 5, en particular una sección de tubería, por la que el flujo de material puede pasar de forma directa o rodeándola, integrándose al menos un elemento 6 para la fijación y/o el paso de una unidad funcional 7, en particular un sensor 3 y/o un elemento transmisor de señales y/o una unidad receptora de señales para la medición y/o transmisión de las propiedades del flujo de material, en el elemento conductor 4, construyéndose al menos el elemento conductor 4 para el flujo de material fundamentalmente en una sola pieza con el elemento 6 para la fijación y/o el paso de una unidad funcional 7 mediante un proceso de fabricación aditiva, en particular un proceso de impresión 3D. Otros elementos conductores 4 y/o elementos 6 para la fijación y/o el paso, que no se muestran, se pueden prever especialmente en una sola pieza con los mismos mediante fabricación aditiva, impresión 3D, con lo que se evitan ventajosamente los obstáculos al flujo y se eliminan los procesos de fuga o envejecimiento en los puntos de transición de diferentes unidades, que pueden ser causados de forma particularmente intensa por flujos de material agresivos.

La figura 2 muestra un corte de un dispositivo 1 según la invención, en el que una unidad funcional 7 está insertada en contacto con el medio y/o a una distancia del elemento conductor de material, previéndose un elemento 6 de fijación y/o la unidad funcional 7, a modo de ejemplo, como un elemento exterior 8 en el exterior del elemento conductor 4, en particular un medidor de ultrasonidos, y/o como un elemento de pared 9 en una pared del elemento conductor 4, especialmente un sensor de temperatura, y/o como un elemento interior 10 en el interior del elemento conductor 4, en particular un medidor de presión y/o un medidor de pH.

La figura 3 muestra un corte transversal esquemático de un dispositivo 1 con una disposición esquemática y ejemplar de un elemento interior 10, un elemento de pared 9 y un elemento exterior 8, todos los cuales se introducen mediante un proceso de presión 3D en la pared 11 de, por ejemplo, una sección de canalización 5 de un elemento conductor 4 para el transporte de un flujo de material 2.

Lista de referencias

I Dispositivo para la medición y/o regulación

2 Flujo de material

3 Sensor

4 Elemento conductor

5 Sección de canalización

6 Elemento para la fijación y/o el paso de una unidad funcional

7 Unidad funcional

8 Elemento exterior

9 Elemento de pared

10 Elemento interior

I I Pared

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (1) para la medición y/o regulación de las propiedades de un flujo de material (2), en particular un flujo de aerosol y/o un flujo de fluido, especialmente un flujo de gas, en particular un flujo de aire, y/o un flujo de líquido, que comprende un elemento conductor (4) para el flujo de material (2) con al menos una sección de canalización (5), en particular una sección de tubería, por la que el flujo de material puede pasar de forma directa o rodeándola, previéndose al menos una unidad funcional, acoplándose al menos un elemento (6) para la fijación y/o el paso de una unidad funcional (7), en particular un sensor (3) y/o un elemento transmisor de señales y/o una unidad receptora de señales para la medición y/o transmisión de las propiedades del flujo de material, a saber, un dispositivo RFID y/o NFC y/o Bluetooth, acoplado especialmente a una estación de acoplamiento y/o a un ordenador y/o a un smartphone, en el elemento conductor (4), construyéndose al menos el elemento conductor (4) para el flujo de material fundamentalmente en una sola pieza con el elemento (6) para la fijación y/o el paso de una unidad funcional (7) mediante un proceso de fabricación aditiva, en concreto un proceso de impresión 3D, e insertándose la unidad funcional (7) como elemento de pared (9) o elemento interior (10) en una pared (11) del elemento conductor (4) mediante un proceso de impresión 3D en la pared (11), extendiéndose la pared (11) en la zona del elemento de pared (9) o del elemento interior (10) de forma plana sin formar pasos a través de la pared (11), con lo que se evitan ventajosamente los obstáculos al flujo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que al menos una unidad funcional (7) está diseñada de modo que pueda ser adaptada posteriormente y/o desmontada.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que al menos una unidad funcional (7) puede insertarse en contacto con el elemento o a distancia del elemento conductor del flujo de material, en el que la unidad funcional (7) está formada como elementos de pared (9) en una pared del elemento conductor (4), en particular un sensor de temperatura, y/o como elemento interior (10) en el interior del elemento conductor (4), en particular un manómetro y/o un medidor del factor pH.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se prevén varios elementos (6) para la fijación de una unidad funcional (7), especialmente a modo de unidad normalizada.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que al menos uno de los elementos (6) para la fijación de una unidad funcional (7) se puede cerrar cuando no se utiliza.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la unidad funcional (7) comprende: un elemento para medir la presión, la temperatura, el caudal, el pH, el contenido de Co2, la viscosidad, la dureza, el contenido mineral, un caudalímetro de cuerpo flotante, o un dispositivo de medición por ultrasonidos.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que al menos el elemento conductor (4) con el elemento de fijación (6) presenta una estructura de metal y/o plástico y/o polvo cerámico y/o vidrios.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el elemento conductor (4) para el flujo de material con el elemento (6) para la fijación de una unidad funcional (7) presenta una estructura de refuerzo, especialmente una estructura de panal.

9. Procedimiento para la fabricación de un dispositivo (1) para la medición y/o regulación de las propiedades de un flujo de material (2), en particular un flujo de aerosol y/o un flujo de fluido, especialmente un flujo de gas, en particular un flujo de aire, y/o un flujo de líquido, en el que se construyen un elemento conductor del flujo de material con al menos una sección de canalización, en concreto una sección de tubería, por la que el flujo de material (2) pasa directamente o rodeándola, y una unidad funcional, al menos un elemento para la fijación de una unidad funcional, a saber, un sensor (3) y/o un transmisor de señales y/o una unidad de recepción de señales para la medición y/o transmisión de las propiedades del flujo de material, a saber, un dispositivo RFID y/o NFC y/o Bluetooth, integrado especialmente a una estación de acoplamiento y/o a un ordenador y/o smartphone en el elemento conductor (4), construyéndose al menos el elemento conductor (4) para el flujo de material fundamentalmente en una sola pieza con el elemento para la fijación de una unidad funcional (7) mediante un proceso de fabricación aditiva, concretamente un proceso de impresión 3D, insertándose la unidad funcional (7) como elemento de pared (9) o elemento interior (10) en una pared (11) del elemento conductor (4) mediante un proceso de impresión 3D en la pared (11), extendiéndose la pared (11) en la zona del elemento de pared (9) o del elemento interior (10) de forma plana y y sin formar ningún paso a través de la pared (11 ), de manera que se eviten obstáculos al flujo.