RODRIGUEZ SCHULZ, Daniel Enrique (Las Hortensias, Pasaje 8Recre, Viña Del Mar 54, 25708, CL)
VIDAL CORTEZ, Victor Juvenal (Calle Nueva 499, RecreoViña Del Mar, 25, 25806, CL)
CERECEDA BALIC, Francisco Javier (Parkinsonias Interior 1361, Fundo San JorgeQuilpue, 57, 24217, CL)
RODRIGUEZ SCHULZ, Daniel Enrique (Las Hortensias, Pasaje 8Recre, Viña Del Mar 54, 25708, CL)
VIDAL CORTEZ, Victor Juvenal (Calle Nueva 499, RecreoViña Del Mar, 25, 25806, CL)
| REIVINDICACIONES 1. Sistema para la dosificación y empacado de tubos de desorción térmica (TD) rellenos con adsorbentes de manera automática con uno o más adsorbentes para la obtención de muestras ambientales, CARACTERIZADO porque comprende a lo menos una unidad dosificadora (100) de material adsorbente, una unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30), una unidad troqueladora de filtro (300), una unidad de traslado (400) de la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30) y una unidad electrónica de control secuencial. 2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la unidad dosificadora (100) comprende un soporte horizontal (130) y un soporte vertical (140) que sustenta al soporte horizontal (130), el soporte horizontal (130) permite el desplazamiento de un dosificador móvil (120) en un plano horizontal impulsado por un motor de paso horizontal (110) mediante dos ejes paralelos (131), donde dicho dosificador móvil (120) se desplaza entre tres posiciones que corresponden a un depósito de rebalse (180), un dosificador vertical (160) y un alimentador (170). 3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque el desplazamiento del dosificador móvil (120), entre las tres posiciones, está controlado por un sensor de posición horizontal (132), ubicado a un costado del soporte horizontal (130), que detecta la proximidad de un vástago de referencia horizontal (133) que se encuentra fijo en el dosificador móvil (120) para su detección por el sensor de posición horizontal (132). 4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque el soporte vertical (140) consiste en una estructura de cuatro pilares que tiene una base inferior (148), una base intermedia (147) y una base superior (146); la base superior (146) sustenta a la estructura del soporte horizontal (130) y tiene una perforación central que permite la comunicación con el dosificador móvil (120), en donde el dosificador móvil (120) tiene una boquilla (122) con su interior en forma cónica truncada invertida montado sobre un soporte (123), y ambos están sobre una plataforma móvil (124), que permite el desplazamiento del dosificador móvil (120), donde en la posición central el dosificador móvil (120) queda conectado vía una abertura y en contacto con una superficie (125) con el dosificador vertical (160), que permite la carga con un material adsorbente en una cantidad predeterminada. 5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque el soporte (123) que sustenta la boquilla (122) contiene imanes, de preferencia imanes permanentes de gran intensidad de campo, que permiten ser atraídos por la plataforma móvil (124) del dosificador móvil (120), pero sin que la plataforma móvil (124) entre en contacto con la superficie (125), generando un espacio suficientemente adecuado para evitar totalmente el roce, los imanes alojados en el soporte (123) que permiten mantener una distancia micrométrica de separación entre la superficie (125) y la base inferior (148) que es parte del soporte (123) que sustenta a la boquilla (122), quedando suspendida en forma magnética y siempre haciendo fuerza sobre la superficie (125), la superficie (125) es parte de una placa, que es de acero inoxidable del tipo ferroso, y que está montada sobre otra placa (126), que es de material plástico y que conecta con la parte inferior. 6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque durante la carga inicial del material adsorbente, el dosificador móvil (120) se mueve a la posición sobre el depósito de rebalse (180), para descargar el excedente del agente adsorbente inicial, finalmente el dosificador móvil (120) se mueve a una posición de descarga sobre el alimentador (170), en todas las posiciones el orificio central de la boquilla (122) coincide con una abertura sobre el depósito de rebalse (180), una abertura sobre el alimentador (170) y una abertura centrada con el dosificador vertical (160). 7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque el dosificador vertical (160), está conformado por un cilindro (165) con una ranura (166) y en su interior contiene un conjunto formado por un tornillo (164), el cual es accionado por un motor de paso vertical (150) que impulsa un émbolo (162) conectados por un buje (163) y que soporta a un vástago de referencia vertical (143), que corre por la ranura (166) cuando el tornillo es impulsado por el motor de paso vertical (150), el émbolo (162) así impulsado se mueve dentro de un depósito (161), ambos ajustados en diámetro, en donde el depósito (161) es cargado con el material adsorbente a través del dosificador móvil (120). 8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque la unidad portadora y empacadora de tubos (200) soporta un tubo TD (30) para una carga por el dosificador móvil (120) a través del alimentador (170), en donde dicha unidad portadora y empacadora de tubos (200) se desplaza ortogonalmente a los soportes horizontales (130) de las unidades dosificadoras (100), cuando se dosifica el tubo TD (30) con más de un material adsorbente. 9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, CARACTERIZADO porque la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30), está conformada por un motor agitador (210) instalado en un fleje (230) para impulsar una pieza excéntrica (240), que permite agitar y empacar el tubo TD (30) cuando éste ha sido alimentado con el material adsorbente. 10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la unidad troqueladora de filtro (300), está compuesta por una plataforma (350) sustentada en una estructura de soporte, que en un costado tiene un cilindro espaciador (340) concéntrico con un cilindro prensa (344) y concéntrico con una cánula troqueladora (360) provista de un resorte (365) que actúa generando presión entre una plataforma superior (320) y la base superior del cilindro prensa (344); un engranaje lateral (380) que está conectado con un motor de paso (370) permite mover la plataforma superior (320), a través de un tornillo hilado (380) que pasa por el centro de un motor de paso (370); una cánula troqueladora (360) cuyo extremo inferior (364) posee una expansión del tamaño exacto de un filtro troquelado (302) a insertar en el interior del tubo TD (30) sobre el material adsorbente de dicho tubo TD (30); una manguera flexible (310) que a su vez está conectada a la cánula troqueladora (360) por donde se realiza la retención del filtro troquelado (302), mediante una bomba de vacío que no se muestra, que luego libera el filtro troquelado (302) sobre el material adsorbente en interior del tubo TD (30), controlada por la unidad electrónica secuencial. 11. Método para la dosificación y empacado de tubos de desorción térmica (TD) rellenos con adsorbentes de manera automática con uno o más adsorbentes para la obtención de muestras ambientales, CARACTERIZADO porque comprende los pasos de: cargar un tubo TD (30) en una unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD; cargar con material adsorbente a lo menos una unidad dosificadora (100) de material adsorbente; iniciar la a lo menos una unidad dosificadora (100) de material adsorbente para la dosificación de material adsorbente de un tubo TD (30); preparar una dosis de material adsorbente en la a lo menos una unidad dosificadora; depositar la dosis de material adsorbente en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD; agitar y empacar el tubo TD (30) cuando este ha sido alimentado con el material adsorbente; desplazar la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD a una unidad troqueladora de filtro (300), mediante una unidad de traslado (400); e insertar un filtro en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30). 12. El método de acuerdo con la reivindicación 11 , CARACTERIZADO porque el paso de iniciar la dosificación y empacado a lo menos en una unidad dosificadora (100) de material adsorbente comprende el paso de eliminar el exceso de material adsorbente cargado mediante una unidad móvil dosificadora (120). 13. El método de acuerdo con la reivindicación 11 , CARACTERIZADO porque el paso de preparar una dosis de material adsorbente en a lo menos una unidad dosificadora (100), comprende el paso de recibir una carga predeterminada de material adsorbente en un dosificador móvil (120) de dicha a lo menos una unidad dosificadora (100). 14. El método de acuerdo con la reivindicación 11 , CARACTERIZADO porque el paso de insertar un filtro en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30), comprende los pasos de: troquelar un filtro de material predeterminado, desde una lámina de filtro (301) de dicho material predeterminado, en la unidad troqueladora (300); insertar dicho filtro troquelado (302) sobre la dosis de material adsorbente depositada en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30). 15. El método de acuerdo con las reivindicaciones 11 a 14, CARACTERIZADO porque si el tubo TD (30) requiere de más de una dosis de material adsorbente, la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30), después del paso de inserción del filtro, es desplazada a la siguiente unidad dosificadora (100) para ir al paso de preparar una nueva dosis de un material adsorbente distinto del primero en la siguiente unidad dosificadora (100) y continuar con los pasos de: depositar la dosis de este nuevo material adsorbente en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30); agitar y empacar el tubo TD (30) cuando este ha sido alimentado con el material adsorbente; desplazar la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30) a una unidad troqueladora de filtro (300), mediante una unidad de traslado (400); e insertar un filtro en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30). |
CAMPO DE APLICACIÓN
La invención se relaciona con el área de la contaminación ambiental, vinculadas con el monitoreo y análisis de los Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs) presente en muestras ambientales. La invención se refiere, más específicamente a un sistema y método de dosificación y empacado de tubos de desorción térmica (TD) rellenos con adsorbentes de manera automática para uno o más adsorbentes en los cuales quedan retenidos los VOCs.
DESCRIPCION DEL ARTE PREVIO
Actualmente, una las técnicas más avanzadas para la toma y análisis de muestras de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) en aire ambiente es el uso de tubos TD los cuales se empacan con una serie de polímeros adsorbentes específicos para determinadas clases de VOCs, según sea el interés del usuario. Existe una variada gama de polímeros adsorbentes disponibles en el mercado, entre los que podemos encontrar, por ejemplo, Tenax®, Carbopack®, Carbotrap®, XAD®, etc. La elección del adsorbente a utilizar depende del objetivo del análisis que se desea realizar, más aún es posible generar trenes de muestreo dentro de un mismo tubo TD teniendo la posibilidad de dosificar y empacar tubos con uno o más tipos de adsorbentes distintos para así ampliar el espectro de VOCs que pueden ser analizados.
El dosificado y empacado de tubos TD consiste en introducir de manera reproducible en ellos una cantidad perfectamente conocida de uno o más tipos de adsorbentes distintos, separados por filtros especialmente diseñados para este fin y cerrando el empacado en los extremos superior e inferior a través de una malla y un clip, ambos de acero inoxidable. Actualmente en el mercado se pueden adquirir los tubos TD con la dosificación requerida la cual viene normalmente en combinaciones de uno y no más de dos adsorbentes. En el caso de solicitar un número mayor de combinaciones de adsorbentes estos tienen un valor mucho mayor y al estar fuera del programa habitual su tiempo de entrega por parte de los fabricantes es también mucho mayor. En cualquier caso estos tubos TD, suele ser utilizados una sola vez y luego se desechan, con el consiguiente costo que esto significa. Otra alternativa sería la adquisición de tubos vacíos para ser dosificados y empacados por el usuario a voluntad y con las combinaciones de adsorbentes que el usuario requiera, lo cual disminuiría los costos y permitiría la reutilización de éstos tubos de manera indefinida. Uno de los aspectos negativos de la alternativa anterior es que el dosificado y empacado de tubos TD por parte de los usuarios debe ser hoy realizado manualmente, lo que trae consigo serios problemas de reproducibilidad y repetibilidad en los análisis posteriores ya que no hay una dosificación controlada al ser esta manual, además que genera dependencia de un solo operador con dichas habilidades, todo lo anterior no permite una calidad en la utilización de estos tubos TD, a pesar que hay un mercado anual de más de 50 millones de tubos TD.
La patente de invención US 6772801 , (10).08.2004, titulada Encapsulador por fluidización de partículas de dosis oral de productos farmacéuticos (Fluidization of partióles for encapsulation in oral dosage pharmaceutical products), de AMIR H SHOJAEIR Y OTROS, se refiere a un sistema automatizado de llenado de cápsulas y tabletas que utiliza un sistema de arrastre del material particulado por medio de una corriente de aire, la cual trabaja en base al peso del material particulado para dosificar las tableta o cápsulas, lo que trae consigo, falta de homogeneidad dentro de la cápsula.
La patente de invención US 5240049, 31.09.1993, titulada Máquina para la dosificación y la introducción de productos en polvo desde un contenedor (MACHINE FOR THE DOSAGE AND INTRODUCTION OF POWDER PRODUCTS INTO CANTAINERS), de FRANCO CHIARI, se refiere a un sistema automatizado que dosifica cápsulas desde un contenedor por medio de un dispensador vertical que trabaja con movimiento de un pistón que arrastra el material particulado.
La patente de invención US 5111642, 12.05.1992, titulada Máquina para la dosis de polvo o partículas en cápsulas, para la industria farmacéutica (MACHINE FOR THE DOSAGE OF POWDERS IN CAPSULES IN PARTICULAR FOR THE PHARMACEUTICAL INDUSTRY), de FRANCO CHIARI, se refiere a un sistema automatizado de llenado de cápsulas que realiza este trabajo por medio de un pistón que posee una mejora en su sistema porque controla las presiones de llenado de la cápsula.
La patente de invención US 3847191 , 12.11.1974, titulada Medios y métodos para medir o administrar cantidades iguales de material particulado (MEANS AND METHODS FOR MEASURING AND DISPENSING EQUAL AMOUNTS OF POWDERES MATERIAL), de THEODORE. F. ARONSON, se refiere a un sistema de dosificación de material en polvo, por medio de una pistola dosificadora que toma desde un recipiente el material y lo lleva a un lugar o cápsula para ser inyectado, el sistema no permite un control de flujo del material en polvo y puede influir en su reproducibilidad entre un llenado y otro.
La patente de invención KR 920007004B, 24.08.1992, titulada APARATO DE VACIO (VACCUM APPARATUS), de KIM BYONG - HUI, se refiere a un dispositivo de vacío, que consiste en una cámara en donde se realiza el vacío por medio de calor, una bomba de vacío, y un sistema de pistones alternativos, es empleado para aspirar el aire y puede arrastrar el material particulado que este dentro de la cámara. Este sistema de vacío no es de precisión, por lo que no presta mucha utilidad en algún sistema con un grado de precisión muy alto.
Ninguno de los documentos anteriores entrega un concepto claro en lo que a reproducibilidad y repetibilidad de las cantidades de material adsorbente con que se dosifican y empacan los tubos de TD, que son factores importantes en el monitoreo y análisis posterior de los VOCs mediante los tubos de TD, ya que la magnitudes de la dosificación del material adsorbente son del orden de los pocos miligramos, con lo cual es necesario tener una gran precisión y exactitud en dicha dosificación.
Con el fin obtener los niveles de precisión y exactitud necesarios en la dosificación y empaque de los tubos TD, disminuyendo los costos, dando flexibilidad a la cantidad y tipo de relleno con los diferentes adsorbentes disponibles y dando automaticidad a los análisis de VOCs mediante la utilización de tubos TD, se presenta en esta invención un método y sistema automático de dosificación y empacado secuencial de tubos TD, que consiste en un equipo diseñado para dosificar y empacar en forma reproducible, repetible y automáticamente tubos TD con uno o varios tipos de polímeros adsorbentes, dejándolos preparados para la toma de muestras de VOCs en aire ambiente y su posterior análisis a través de la técnica de "Desorción Térmica Automática acoplada a Cromatografía Gaseosa con detección de Espectrometría de Masas" (ATD-GC-MS).
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención consiste en un dispositivo automático mecánico electrónico diseñado para dosificar, rellenar y compactar en forma flexible y apropiada, reproducible y repetible, una cantidad perfectamente conocida de uno o varios tipos de materiales sólidos de pequeña granulometría (diámetro de partículas en el orden de los micrómetros) en el interior de unos cilindros (de material metálico y/o cuarzo) de tamaño muy pequeño, por ejemplo, un tubo de 4 mm de diámetro interior y 90 mm de largo, o cualquier tubo TD. Los distintos materiales adsorbentes se separan entre ellos por filtros especialmente diseñados para este fin, cerrando el empacado en los extremos superior e inferior a través de una malla de acero y un clip de acero inoxidable, para finalizar con una tapa, como por ejemplo una tapa rosca swagelock o una tapa de teflón a presión. Todas estas funciones son llevadas a cabo de manera automática por la invención lo que genera ventajas tales como:
Estandarización del empacado de tubos TD, con esto se evitan problemas de reproducibilidad y repetibilidad lo que implica, obtención de muestras más confiables. Aumento de la exactitud y precisión en los resultados del monitoreo de VOCs al usar tubos preparados con este sistema.
Flexibilización del relleno de los tubos TD con distintos adsorbentes disponibles según sean las necesidades del usuario.
Eliminación de la dependencia de un operador que llene los tubos TD, lo que implica prescindir de errores por parte del personal especializado para realizar estas tareas.
Disminución de los costos asociados a la preparación de tubos TD, haciendo la tecnología más asequible, diversificando el uso y las aplicaciones de la técnica de Desorción Térmica.
Por lo tanto, un objetivo principal de la invención es proveer un sistema para la dosificación y empacado de tubos de desorción térmica (TD) rellenos con adsorbentes de manera automática con uno o más adsorbentes, los cuales serán utilizados en la obtención de muestras ambientales que comprende a lo menos una unidad dosificadora de material adsorbente, una unidad portadora de tubos TD, una unidad troqueladora de filtro, una unidad de traslado y compactado de la unidad portadora de tubos TD y una unidad electrónica de control secuencial.
Otro objetivo principal de la invención es proveer un método para la dosificación y empacado de tubos de desorción térmica (TD) rellenos con adsorbentes de manera automática con uno o más adsorbentes, los cuales serán utilizados en la obtención de muestras ambientales, que comprende los pasos de:
Cargar un tubo TD en una unidad portadora de tubos TD;
Cargar con material adsorbente a lo menos una unidad dosificadora de material adsorbente; Iniciar la a lo menos una unidad dosificadora de material adsorbente para la dosificación de material adsorbente de un tubo TD; Preparar una dosis de material adsorbente en la a lo menos una unidad dosificadora;
Depositar la dosis de material adsorbente en el tubo TD cargado en la unidad portadora de tubos TD;
Agitar y empacar el tubo TD cuando este ha sido alimentado con el material adsorbente;
Desplazar la unidad portadora de tubos TD a una unidad troqueladora de filtro, mediante una unidad de traslado; e
Insertar un filtro en el tubo TD cargado en la unidad portadora de tubos TD.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La Figura 1 muestra una vista isométrica del sistema dosificador y empacador de tubos TD, con una unidad dosificadora.
La Figura 2 muestra una vista isométrica del sistema dosificador y empacador de tubos TD, con una pluralidad de unidades dosificadoras.
La Figura 3 muestra una vista isométrica superior de la unidad dosificadora.
La Figura 4 muestra una vista isométrica inferior de la unidad dosificadora.
La Figura 5 muestra una vista en explosión de las partes que constituyen la unidad dosificadora.
La Figura 6 muestra una vista lateral de la unidad dosificadora con la unidad portadora de tubo TD, en una posición de trabajo fuera de la dosificación. La Figura 7 muestra una vista lateral de la unidad dosificadora con la unidad portadora de tubo TD, en una posición de trabajo durante la dosificación.
La Figura 8 muestra una vista isométrica de la unidad portadora de tubo TD.
La Figura 9 muestra una vista en explosión de las partes que constituyen la unidad portadora de tubo TD.
La Figura 10 muestra una vista lateral de la unidad troqueladora de filtro, en una posición de troquelado.
La Figura 11 muestra una vista lateral de la unidad troqueladora de filtro, en una posición de inserción del filtro en el tubo TD.
La Figura 12 muestra una vista lateral en corte parcial de la unidad troqueladora de filtro, en una posición pasiva.
La Figura 13 muestra una vista lateral en corte parcial de la unidad troqueladora de filtro, en una posición de troquelado del filtro.
La Figura 14 muestra una vista lateral en corte parcial de la unidad troqueladora de filtro, en una posición de inserción del filtro en el tubo TD.
La Figura 15 muestra una vista isométrica parcial superior de la unidad troqueladora de filtro.
La Figura 16 muestra una vista en explosión de las partes que participan en el troquelado del filtro y su inserción en el tubo TD.
La Figura 17 muestra una vista lateral en corte de la unidad dosificadora en la posición inicial de trabajo o de carga de dosis. La Figura 18 muestra una vista lateral en corte de la unidad dosificadora en la posición de devolución de material en exceso.
La Figura 19 muestra una vista lateral en corte de la unidad dosificadora en la posición de alimentación al tubo TD.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA
El sistema automático de dosificación y empacado secuencial (10) de tubos TD (30), está compuesto por, a lo menos, una unidad dosificadora (100), una unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30), una unidad troqueladora de filtro (300), una unidad de traslado (400) de la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD (30) y una unidad electrónica de control secuencial, la que no se muestra, tal como se enseña en la figura 1.
Una opción con más de una unidad dosificadora (100), se muestra en un ejemplo en la figura 2, con un sistema automático de dosificación y empacado secuencial (20) de tubos TD cuatro unidades dosificadoras (100).
La unidad dosificadora (100), que se muestra en una vista isométrica superior en la figura 3, está conformada por un soporte horizontal (130) y un soporte vertical (140) que sustenta al soporte horizontal (130), el cual permite el desplazamiento de un dosificador móvil (120) en un plano horizontal impulsado por un motor de paso horizontal (110) mediante dos ejes paralelos (131), como se indica en las figuras 3 y 13; el dosificador móvil (120) se desplaza entre tres posiciones que corresponden a un depósito de rebalse (180), un dosificador vertical (160) y un alimentador (170), como se muestran en las figuras 3 y 4. El desplazamiento del dosificador móvil (120) está controlado por un sensor de posición horizontal (132), ubicado a un costado del soporte horizontal (130), que detecta la proximidad de un vástago de referencia horizontal (133) que se encuentra fijo en el dosificador móvil (120) para su detección por el sensor de posición horizontal (132) cuando dicho dosificador móvil se desplaza entre las tres posiciones antes mencionadas. El soporte vertical (140) consiste en una estructura de cuatro pilares que tiene una base inferior (148), una base intermedia (147) y una base superior (146); la base superior (146) sustenta a la estructura del soporte horizontal (130) y tiene una perforación central que permite la comunicación con el dosificador móvil (120), tal como se muestra en la figura 17, en donde el dosificador móvil (120) tiene una boquilla (122) con su interior en forma cónica truncada invertida montado sobre un soporte (123), y ambos están sobre una plataforma móvil (124), que permite el desplazamiento del dosificador móvil (120); en la posición central el dosificador móvil (120) queda conectado vía una abertura y en contacto con la superficie (125) con el dosificador vertical (160), que permite la carga con un material adsorbente en una cantidad predeterminada.
Durante la carga inicial del material adsorbente, el dosificador móvil (120) se mueve a la posición sobre el depósito de rebalse (180), para descargar el excedente del agente adsorbente inicial, finalmente el dosificador móvil (120) se mueve a una posición de descarga sobre el alimentador (170), en todas las posiciones el orificio central de la boquilla (122) coincide con una abertura sobre el depósito de rebalse (180), una abertura sobre el alimentador (170) y una abertura centrada con el dosificador vertical (160).
El dosificador vertical (160) que se muestra en parte de la figura 5, está conformado por un cilindro (165) con una ranura (166) y en su interior contiene un conjunto formado por un tornillo (164), el cual es accionado por un motor de paso vertical (150) que impulsa un émbolo (162) conectados por un buje (163) y que soporta a un vástago de referencia vertical (143), que corre por la ranura (166) cuando el tornillo es impulsado por el motor de paso vertical (150), el émbolo (162) así impulsado se mueve dentro de un depósito (161), ambos ajustados en diámetro, en donde el depósito (161) es cargado con el material adsorbente a través del dosificador móvil (120).
La figura 6 enseña un tubo TD (30) en posición anterior o posterior a una carga por el dosificador móvil (120) a través del alimentador (170), en donde el tubo TD (30) está soportado por una unidad portadora y empacadora (200) de tubos (30), en donde dicha unidad se desplaza ortogonalmente a los soportes horizontales (130) de las unidades dosificadoras (100), cuando se dosifica el tubo TD (30) con más de un material adsorbente; la figura 7 muestra el tubo TD (30) en posición de alimentación del material adsorbente.
La unidad portadora y empacadora (200) de tubos, que se muestra en la figura 8 y figura 9, está conformada por un motor agitador (210) instalado en un fleje (230) para impulsar una pieza excéntrica (240), que permite agitar y así compactar el tubo TD (30) cuando éste ha sido alimentado con el material adsorbente, cuando el tubo TD (30) está soportado en el porta tubo TD (250) y conectados por un soporte (220), formando el conjunto de la unidad portadora y empacadora (200) de tubo TD.
La unidad troqueladora de filtro (300), que se enseña en las figuras 10 a 16, está compuesta por una plataforma (350) sustentada en una estructura de soporte, que en un costado tiene un cilindro espaciador (340) concéntrico con un cilindro prensa (344) y concéntrico con una cánula troqueladora (360) que actúa como eje central, provista de un resorte (365) que actúa generando presión entre una plataforma superior (320) y la base superior del cilindro prensa (344); un tornillo hilado (380), que pasa por el centro de un motor de paso (370) permite mover hacia arriba y hacia abajo la plataforma superior (320); permitiendo además que una manguera flexible (310) suba y baje por el interior de un ducto (330) que permite darle cierta rigidez a la manguera flexible actuando de guía, una cánula troqueladora (360) cuyo extremo inferior (364) posee una expansión del tamaño exacto de un filtro (302) troquelado a insertar en el interior del tubo TD (30) sobre el material adsorbente de dicho tubo TD (30); la manguera flexible (310) que a su vez está conectada a la cánula troqueladora (360) por donde se realiza la retención del filtro (302), mediante una bomba de vacío que no se muestra, que luego libera el filtro (302) sobre el material adsorbente en interior del tubo TD (30), todo lo cual es controlado por la unidad electrónica secuencial.
Tanto el sistema automático de dosificación y empacado secuencial (10) de tubos TD, que es para dosificar y empacar un tubo TD (30) con sólo un material adsorbente, cómo el sistema automático de dosificación y empacado secuencial (20) de tubos TD, que es para dosificar y empacar un tubo TD (30) con más de un material adsorbente, permiten un dosificación de gran exactitud en las dosis de los materiales adsorbentes al tener un proceso de dosificación y empaque automático y con los materiales adsorbentes medidos en peso, y como se conoce el volumen del depósito (161) se puede determinar la dosis en función del avance del motor de paso vertical (150), el método empleado para la dosificación y empacado de los tubos TD (30) se describe a continuación.
Inicialmente se determina una cantidad en peso de material adsorbente para cada unidad dosificadora (100), teniendo en cuenta que cuando se ocupan más de una unidad dosificadora (100), cada una de estas unidades dosificadoras (100) contiene un material adsorbente distinto. La cantidad de material adsorbente estará en función de una cantidad predeterminada de tubos TD (30) a dosificar y empacar.
Se sitúa el dosificador móvil (120) sobre el dosificador vertical (160), de modo que una cantidad predeterminada de material adsorbente es vaciada manualmente sobre la boquilla (122) del dosificador móvil (120), de manera que el material adsorbente llene el depósito (161), teniendo previamente el émbolo (162) en una posición inferior, la cual es detectada por un sensor de posición vertical (142), cuando detecta la proximidad del vástago de referencia vertical (143) en la posición inferior.
Para llenar el depósito (161), debe existir una pequeña cantidad de material adsorbente que sobresalga sobre la superficie (125), de modo que quede un remanente en el hueco interior del dosificador móvil (120) y una vez llenado el depósito (161), se da la orden de dosificación y empaque para la cantidad de tubos TD (30) previamente determinados, mediante la unidad electrónica de control secuencial que permite el control de los motores de pasos y de agitación y empacado del sistema.
Una vez iniciado el proceso de dosificación y empaque, mediante la unidad electrónica de control secuencial, el motor de paso horizontal (110) mueve el dosificador móvil (120) hasta una posición inicial que coincide con la posición del dosificador móvil (120) sobre el depósito de rebalse (180), esta posición es detectada por el sensor de proximidad horizontal (132), cuando detecta al vástago (133) como una posición de cercanía predeterminada con la posición inicial del dosificador móvil (120) ya descrita. Durante el trayecto de la posición de llenado inicial de material adsorbente hasta la posición sobre el depósito de rebalse (180), del dosificador móvil (120), este lleva el excedente de material adsorbente que queda en su interior al depósito de rebalse (180), dejando una cantidad en peso de material adsorbente que es conocida ya que el volumen del depósito (161) hasta el nivel superior de la superficie (125) es fijo; para este efecto, el dosificador móvil (120) tiene un soporte (123) que sustenta a la boquilla (122), este soporte (123) contiene imanes, por ejemplo imanes permanentes de neodimio (Nd 2 Fei 4 B, perteneciente a los elementos denominados tierras raras) de gran intensidad de campo, que permiten ser atraídos por la plataforma móvil (124) del dosificador móvil (120), pero sin que la plataforma móvil (124) entre en contacto con la superficie (125), generando un espacio suficientemente adecuado para evitar totalmente el roce, los imanes alojados en el soporte (123) que sustenta a la boquilla (122), permiten mantener una distancia micrométrica de separación entre la superficie (125) y la base inferior (148) de la estructura de cuatro pilares, que es parte del soporte (123) que sustenta a la boquilla (122), quedando suspendida en forma magnética y siempre haciendo fuerza sobre la superficie (125), de esta forma el dosificador móvil (120) puede deslizarse sin mayor problema con un mínimo roce sobre la superficie (125), mientras la base inferior (148) de la estructura de cuatro pilares se apoya en forma micrométrica a la superficie (125), siempre ajustada gracias al empuje de los imanes que están posicionados a ambos lados del soporte (123) que sustenta a la boquilla (122), la base inferior (148) de la estructura de cuatro pilares, contenida en la base del dosificador móvil (120), entra en contacto con la superficie (125) y mantiene el material sobrante de adsorbente hasta ser arrastrado al depósito de rebalse (180), con un mínimo roce, evitando la abrasión de la superficie (125), de la misma forma, el dosificador móvil (120) se desliza regularmente por la superficie (125) gracias a estas propiedades, desplazando el material adsorbente en las distintas etapas del procedimiento de llenado y compactado del adsorbente, sin dejar restos de material en su trayectoria por la superficie (125); la superficie (125) es parte de una placa, que es de acero inoxidable del tipo ferroso, y que está montada sobre otra placa (126), que es de material plástico y que conecta con la parte inferior.
Una vez realizado la descarga en el depósito de rebalse (180), el detector de proximidad horizontal determina que el dosificador móvil está en una posición para iniciar el proceso de dosificar el tubo TD (30), el motor de paso horizontal (110) ubica al dosificador móvil (120) en la posición de carga que está directamente sobre depósito (161), en esa ubicación el motor de paso vertical (150) acciona el tornillo (164) con un avance predeterminado impulsando el émbolo (162) y cargando el dosificador móvil (120) con una cantidad de material adsorbente exactamente predeterminada, realizada la carga en el dosificador móvil (120), este es impulsado por el motor de paso horizontal (110) hasta la posición sobre el alimentador (170) que alimenta con el material adsorbente cargado al tubo TD (30) que está posicionado directamente sobre la boca inferior del alimentador (170), tal como se muestra en la figura 7; una vez realizada la alimentación con el material adsorbente al tubo TD (30), éste es bajado a una posición más baja que la de alimentación y transportado a la unidad de troquelado de filtro (300) por la unidad portadora y empacadora (200) de tubo TD, mientras se realiza este traslado, el motor agitador (210) hace girar la pieza excéntrica (240), de modo tal, que el tubo TD (30) cargado con el material adsorbente es sacudido varias veces para lograr que el material adsorbente sea compactado; una vez situado el tubo TD (30) con el material adsorbente en la unidad troqueladora de filtro (300) se procede a posicionar un filtro sobre el material adsorbente del tubo TD (30) cargado, este filtro actúa como medio separador entre adsorbentes diferentes, permitiendo rellenar el tubo TD con más de un adsorbente hasta que la capacidad del tubo esté completa de material.
El proceso operativo de la unidad troqueladora de filtro (300) comienza con la carga manual de una lámina de filtro (301) a ser troquelada, que se instala en una ranura horizontal (342), que se encuentra en la parte inferior del cilindro espaciador (340), una vez posicionada la lámina de filtro (301) a ser troquelada en la ranura horizontal (342), el cilindro espaciador (340) baja y simultáneamente en forma solidaria baja también el cilindro prensa (344) para lámina de filtro (301), a continuación baja la cánula troqueladora (360), en forma simultánea también comienza una succión por vacío a través de la cánula troqueladora (360) de forma tal que el filtro troquelado (302) quede retenido en el extremo inferior (364) de la cánula troqueladora (360) que posee una expansión del tamaño exacto del filtro (302), una vez troquelado el filtro (302), la cánula troqueladora (360) comienza a descender por el interior del tubo TD (30) hasta la tocar con el relleno del material adsorbente que ha sido depositado por la unidad dosificadora (100) previamente en el tubo TD (30), en ese momento la bomba deja de realizar la succión por vacío, liberando el filtro troquelado (302), el cual queda en posición horizontal sobre el material adsorbente contenido en el tubo TD (30), la cánula troqueladora (360) retorna a su posición inicial, liberando el tubo TD (30); todo el movimiento de la cánula troqueladora (360) desde su posición previa al troquelado de la lámina de filtro (301), la inserción del filtro troquelado (302) en el tubo TD (30), para luego retornar a su posición inicial es realizada por el motor de paso (370), que mueve un tornillo hilado (380), que pasa por el centro del motor de paso (370) que permite mover hacia arriba y hacia abajo la plataforma superior (320), permitiendo además que la manguera flexible (310) suba y baje por el interior del ducto (330) que permite darle cierta rigidez a la manguera flexible actuando de guía todo lo cual es controlado por la unidad electrónica secuencial.
El método para la dosificación y empacado de tubos de desorción térmica (TD) rellenos con adsorbentes de manera automática con uno o más adsorbentes para la obtención de muestras ambientales comprende los pasos de:
Cargar un tubo TD (30) en una unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD;
Cargar con material adsorbente a lo menos una unidad dosificadora (100) de material adsorbente; Iniciar la a lo menos una unidad dosificadora (100) de material adsorbente para la dosificación de material adsorbente de un tubo TD (30);
Preparar una dosis de material adsorbente en la a lo menos una unidad dosificadora (100);
Depositar la dosis de material adsorbente en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD;
Agitar y empacar el tubo TD (30) cuando este ha sido alimentado con el material adsorbente;
Desplazar la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD a una unidad troqueladora de filtro (300), mediante una unidad de traslado; e
Insertar un filtro troquelado (302) en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD.
Además, el método comprende el paso de iniciar en a lo menos una unidad dosificadora (100) de material adsorbente comprende el paso de eliminar el exceso de material adsorbente cargado mediante un dosificador móvil (120); el paso de preparar una dosis de material adsorbente en a lo menos una unidad dosificadora (100), comprende el paso de recibir una carga predeterminada de material adsorbente en el dosificador móvil (120) de dicha a lo menos una unidad dosificadora (120); el paso de insertar un filtro (302) en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD, comprende los pasos de:
Troquelar un filtro (302) de material predeterminado, desde una lámina de filtro (301) de dicho material predeterminado, en la unidad troqueladora (300);
Insertar dicho filtro troquelado (302) sobre la dosis de material adsorbente depositada en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD.
Si el tubo TD (30) requiere de más de una dosis de material adsorbente, la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD, después del paso de inserción del filtro troquelado (302), es desplazada a la siguiente unidad dosificadora (100) para ir al paso de preparar una nueva dosis de un material adsorbente distinto del primero en la siguiente unidad dosificadora (100) y continuar con los pasos de:
Depositar la dosis de este nuevo material adsorbente en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD;
Agitar y empacar el tubo TD (30) cuando éste ha sido alimentado con el nuevo material adsorbente;
Desplazar la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD a una unidad troqueladora de filtro (300), mediante una unidad de traslado (400); e
Insertar un filtro en el tubo TD (30) cargado en la unidad portadora y empacadora (200) de tubos TD.
Next Patent: MAGNETIC SYSTEM FOR PRECISELY SOWING SEEDS OF ALL SIZES