ES2204185T5 - Mezclado de componentes fibrosos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para mezclar componentes fibrosos me diante alimentación y pesaje, en el que el material fibroso a dosificar es retirado cada vez de balas de fibras y trans portado por una unidad de aportación de material hasta un recipiente de pesaje, delante del cual está previsto un espacio de prellenado, estando el recipiente de pesaje separado del espacio de prellenado antepuesto por medio de una compuerta controlable, y, una vez efectuada la pesada, se descarga el material del recipiente de pesaje sobre una cinta mezcladora, caracterizado porque se prefija para cada componente fibroso del dispositivo de pesaje correspondiente (I, II, III) una curva de peso nominal deseada (figura 5), según la cual se controla la aportación del material para el llenado del recipiente de pesaje (10) mediante una variación correspondiente de la velocidad de transporte.
Description
Mezclado de componentes fibrosos.
La invención concierne a un procedimiento y un
dispositivo para mezclar componentes fibrosos por medio de una
alimentación de cajón de pesaje que está equipada con un recipiente
de pesaje y un espacio de prellenado, estando el recipiente de
pesaje separado del espacio de prellenado antepuesto por medio de
una compuerta controlable y arrojándose el material del recipiente
de pesaje sobre una cinta de mezclado una vez efectuado el
pesaje.
Para mezclar componentes fibrosos se emplean,
para dosificar los distintos componentes fibrosos, dispositivos de
alimentación de cajón de pesaje en los cuales se aportan balas de
fibras a una cinta de agujas ascendente a través de una mesa de
aportación y una cinta transportadora subsiguiente, de cuyas balas
desprende la cinta de agujas material fibroso en forma de tortas y
lo transporta hacia arriba contra un rodillo de retrorrascado. Un
rodillo de descarga subsiguiente conduce el material ahuecado de
esta manera a un recipiente de pesaje.
El pesaje de las fibras según este procedimiento
discontinuo conocido se realiza en general de modo que el
recipiente de pesaje se carga con dos velocidades de aportación de
material diferentes, viniendo determinada la capacidad de
aportación por la velocidad de la cinta de agujas. En primer lugar,
se efectúa una dosificación basta con una alta velocidad de la
cinta de agujas para llenar el recipiente de pesaje en el más breve
tiempo posible. No obstante, con esta alta velocidad de la cinta de
agujas se puede conseguir sólo inexactamente el peso de pesaje
deseado. Por este motivo, este llenado rápido se realiza sólo hasta
cierto grado de llenado. Tan pronto como se ha alcanzado este
primer valor límite del llenado basto, se conmuta la cinta de agujas
a una velocidad baja, y sigue con esta velocidad baja la
dosificación fina hasta que se alcance el peso final deseado. Al
alcanzar este segundo valor límite se para la cinta de agujas. A
continuación, se establece el peso exacto por medio de la balanza.
Para establecer exactamente el peso es necesario que la balanza se
encuentre parada, es decir que no realice ya oscilaciones
originadas por el llenado. Este proceso puede necesitar hasta 2 o 3
segundos. Seguidamente, se vacía el recipiente de pesaje sobre una
denominada cinta mezcladora y se tara, es decir que se ajusta
exactamente el dispositivo de pesaje al punto cero. De este modo, el
dispositivo de pesaje está preparado para la pesada siguiente, y se
conecta de nuevo la cinta de agujas para realizar primero con alta
velocidad el llenado basto para el siguiente proceso de pesaje.
A pesar del ajuste exacto del dispositivo de
pesaje y de la parada inmediata de la cinta de agujas, caen aún
fibras en el recipiente de pesaje después de alcanzado el segundo
valor límite, de modo que se sobrepasa el valor de pesaje deseado y
a veces tampoco se alcanza éste. Esto es lo que ocurre especialmente
cuando el material fibroso está sólo un poco abierto. Para compensar
esta inexactitud se establece este valor del peso y se tiene en
cuenta para el peso en las demás pesadas. Además, se han previsto
sobre el recipiente de pesaje unas compuertas que se cierran
inmediatamente al alcanzarse el peso final para evitar que siga
cargándose material fibroso en el recipiente de pesaje.
Para acelerar el ciclo de pesaje es deseable un
llenado rápido del recipiente de pesaje, pero si bien una alta
velocidad de la cinta de agujas conduce a un rendimiento elevado, es
pequeña la exactitud del pesaje debido a la peor apertura del
material fibroso, puesto que se produce un arrastre de material y
similares. Una baja velocidad de la cinta de agujas provoca
ciertamente una mejor apertura y, por tanto, también una alta
exactitud de pesaje, pero el rendimiento y, por tanto, la velocidad
de llenado del recipiente de pesaje son pequeños. Por este motivo,
el objetivo es conseguir durante el llenado un rendimiento lo más
alto posible y, no obstante, una buena apertura y una alta
exactitud durante la pesada.
Asimismo, las propiedades específicas del
material tienen un cometido importante en el pesaje de fibras. Por
este motivo, se tienen que ajustar todos los números de revoluciones
y valores límite a estas propiedades específicas del material. La
carga del espacio de llenado antes de la cinta de agujas tiene
también influencia sobre los parámetros que han de ajustarse.
Las instalaciones mezcladoras de fibras se hacen
funcionar en general con varios recipientes de pesaje y con materias
primas diferentes. La pesada más lenta determina el rendimiento de
toda la instalación de producción. Para conseguir las exactitudes y
rendimientos deseados en el procedimiento de pesaje descrito, es
necesario que la instalación sea ajustada por personal de servicio
con buenos conocimientos del procedimiento y buenas experiencias.
Los valores de ajuste tienen que establecerse empíricamente para
cada tipo de fibras, lo que es costoso.
Se conocen ya ciertamente dispositivos de pesaje
electrónicamente controlados que facilitan considerablemente el
manejo y la vigilancia de tales instalaciones mezcladoras, pero, no
obstante, es necesario introducir y almacenar en el dispositivo de
mando los datos y valores experimentales correspondientes para cada
componente a mezclar y recuperar estos datos y valores del programa
de mando para los respectivos materiales dispuestos para su
elaboración y para las mezclas deseadas. Esto lleva mucho tiempo y
requiere personal especializado experimentado. Además, existe
siempre el riesgo de ajustes erróneos. Con mezclas y materiales
nuevos tienen que probarse y establecerse primero los valores
experimentales.
Se conoce por DE 34 12 920 un dispositivo para
dosificar material de relleno para llenar envases. El llenado del
recipiente de pesaje se efectúa en dos etapas con una dosificación
basta y una dosificación fina. Para la dosificación basta se
conduce el material de relleno a través de una primera tubería de
aportación a una antecámara que está provista de un dispositivo de
bloqueo para el recipiente de pesaje, estando previsto un
dimensionamiento volumétrico del material de relleno en la
antecámara. Al alcanzarse el volumen prefijado se termina el
llenado de la antecámara y se vacía su contenido en el recipiente de
pesaje. Después de cerrar el órgano de bloqueo entre la antecámara
y el recipiente de pesaje se efectúa la dosificación fina a través
de un segundo trayecto de transporte. Durante este tiempo puede
llenarse ya nuevamente la antecámara a través del primer trayecto
de transporte, de modo que se produce un acortamiento de la
velocidad de llenado para el recipiente de pesaje. En este
dispositivo conocido es desventajoso el que son necesarios dos
trayectos de llenado separados para el llenado fino y para el
prellenado, de modo que para cada trayecto de llenado es necesario
un control de compuerta correspondiente y un dispositivo de
aportación correspondiente. Por tanto, el dispositivo es
relativamente costoso.
Asimismo, se conoce un procedimiento para la
captación continua del peso a granel de material granular, fibroso
o a manera de hojas, especialmente tabaco, en el que, con ayuda de
un primer medio de transporte, el material es entregado en una
corriente continua a un segundo medio de transporte y alimentado por
éste en un corriente de material de masa constante a trabajos de
preparación subsiguientes (DE 28 41 494). La velocidad de transporte
del primer medio de transporte se controla en función de la masa
del material entregado al segundo medio de transporte. Sin embargo,
en este dispositivo conocido no se presenta el problema de conseguir
un transporte y apertura continuos del material durante una pesada
discontinua para mezclar componentes fibrosos. El procedimiento
conocido y el dispositivo previsto para su ejecución no son
adecuados tampoco para agrupar diferentes componentes fibrosos
según proporciones en peso prefijadas para su ulterior
elaboración.
Por último, se conoce por la patente US
4.766.966 un programa de control electrónico para llenar un
recipiente de pesaje a través de un espacio de prellenado en un
tiempo lo más breve posible, pero evitando rebasamientos del peso
originados por el llenado rápido. Por este motivo, la aportación del
material a pesar al recipiente de pesaje es controlada por la
diferente anchura de la abertura de las compuertas de salida del
recipiente de prellenado. En el dispositivo conocido no se puede
deducir nada sobre el mezclado de componentes fibrosos y la
aportación de material al espacio de prellenado. Debido al control
de la abertura de la compuerta de descarga existe, en el caso de
material fibroso, el riesgo de que éste se enganche en las
compuertas no completamente abiertas y, por tanto, se produzcan
irregularidades y un llenado incompleto del recipiente de
pesaje.
El cometido de la presente invención consiste en
eliminar las deficiencias expuestas y crear un procedimiento y un
dispositivo de pesaje para simplificar considerablemente el ajuste y
dosificación de los componentes individuales. Otro problema de la
invención consiste en lograr una alta capacidad de producción y, no
obstante, conseguir una buena apertura y una gran exactitud de
pesaje. Estos problemas se resuelven con las características de las
reivindicaciones 1, 15 y 17, tanto en combinación como por separado
unas de otras. Se describen otros detalles de la invención en forma
más pormenorizada con referencia a los dibujos. Muestran:
la figura 1, un alimentador de pesaje en
representación esquemática,
la figura 2, una instalación mezcladora con tres
alimentadores de pesaje,
las figuras 3, 4 y 5, diferentes curvas según
las cuales se efectúa el ajuste o control de la instala-
ción,
ción,
la figura 6, una comparación de la cantidad de
transporte con y sin interrupción del transporte, y
la figura 7, un alimentador de pesaje con
espacio de prellenado ampliado.
La figura 1 muestra esquemáticamente la
estructura de un alimentador de pesaje. Las balas 1', 1'', 1''' son
aportadas a través de la mesa de aportación 2 y su cinta
transportadora 3 a la cinta de agujas 4, la cual desprende tortas
de las balas aportadas y las transporta hacia arriba contra el
rodillo de retrorrascado 5. El rodillo de retrorrascado 5 está
montado de forma ajustable en su distancia a la cinta de agujas 4 y
gira en sentido contrario a la dirección de transporte de dicha
cinta de agujas 4. Las cantidades de fibras demasiado grandes que
ascienden con la cinta de agujas 4 no son dejadas pasar a través de
esta distancia del rodillo de retrorrascado 5, sino que son
retenidas por éste. En general, la cinta transportadora 3 de la mesa
de aportación 2 y la cinta de agujas 4 están unidas una con otra a
efectos de su accionamiento. Para la cinta de agujas 4 está previsto
un accionamiento 41 regulable sin escalones, de modo que dicha cinta
de agujas puede moverse con cualquier velocidad de transporte
prefijada por un dispositivo de mando 41. La cinta de agujas 4 va
seguida del rodillo de descarga 6, que gira con alta velocidad y que
desprende el material fibroso de la cinta de agujas 4 y lo abre.
Las fibras o copos fibrosos desprendidos por el rodillo de descarga
6 son transportados a un espacio de prellenado 8 que puede ser
cerrado por compuertas 9 y bloqueado contra el recipiente de pesaje
10. Un ventilador 7 proporciona la aspiración del polvo. Debajo del
recipiente de pesaje 10 y a lo largo del mismo se extiende una cinta
mezcladora 12 sobre la cual se arrojan las fibras pesadas en el
recipiente de pesaje 10. Al final de la cinta mezcladora 12 está
dispuesto un rodillo de presión 11 para compactar el material
fibroso formando una guata uniforme para su alimentación a un
abridor mezclador 13.
La figura 7 muestra un alimentador de pesaje con
espacio de prellenado 80 ampliado. Las partes de este alimentador
de pesaje con la misma función se han designado también igual que en
la figura 1, de modo que la descripción del alimentador de pesaje
según la figura 1 es válida también para la figura 7. Sobre el
recipiente de pesaje 10 está dispuesto un espacio de prellenado
grande 80 que tiene hasta aproximadamente el 80% de la capacidad
del recipiente de pesaje 10. Este espacio de prellenado ampliado
sirve para recoger el material suministrado durante el tiempo de
estabilización de la balanza y la descarga del contenido del
recipiente de pesaje 10 sobre la cinta transportadora 12, de modo
que la cinta de agujas 4 puede transportar material fibroso sin
paradas. Para vigilar el nivel de llenado del espacio de prellenado
se han montado dispositivos de medida 13 en ambos lados.
Preferiblemente, estos dispositivos de medida consisten en barreras
ópticas.
La figura 2 muestra una instalación con tres
alimentadores de cajón de pesaje I, II y III que depositan cada uno
de ellos un componente sobre la cinta mezcladora 12. La descarga de
los recipientes de pesaje 10 se efectúa cada vez de modo que las
porciones a mezclar se dispongan en capas una sobre otra y lleguen
al mismo tiempo a introducirse en el abridor mezclador 13. Es
decir, primeramente el alimentador de pesaje III arroja su porción
componente sobre la cinta mezcladora 12, la cual transporta esta
capa al alimentador de pesaje II. Allí se deposita desde el
recipiente de pesaje 10 el siguiente componente sobre la capa del
alimentador de pesaje III y se transportan ambos componentes
adicionalmente hasta el alimentador de pesaje I, el cual aplica
entonces el tercer componente sobre las dos capas. Las tres capas
circulan por debajo de un rodillo de presión 11 al final de la
cinta transportadora 12 y son aportadas al abridor mezclador 13 que
mezcla continuamente los paquetes de capas y los entrega por una
tubería 14 a una cámara mezcladora.
La carga del recipiente de pesaje 10 se efectúa
en un dispositivo conocido de tal manera que en una primera fase el
transporte del material se desarrolla con rapidez sin control del
peso, es decir que las compuertas de bloqueo 9 están cerradas, y el
material se acumula en el espacio de prellenado 8. Durante este
tiempo cierra la compuerta de fondo del recipiente de pesaje 10
después de descargar la última pesada, y se efectúa un tarado
cuando la compuerta del fondo está cerrada. En una segunda fase el
transporte del material se sigue desarrollando aún con rapidez y
sin control del peso, pero se abre la compuerta de bloqueo 9 y se
arroja el material acumulado al recipiente de pesaje 10, cuya
compuerta del fondo está cerrada. En una tercera fase sigue
entonces, con transporte rápido del material, un llenado del
recipiente de pesaje 10 hasta que con una cantidad de llenado
determinada, que es menor que el peso nominal, se emite una señal
que conmuta el transporte del material a una velocidad pequeña con
la cual se efectúa el llenado restante hasta el peso final. Cuando
se ha alcanzado el peso final, se desconecta el transporte del
material y se cierran las compuertas de bloqueo 9. Transcurre un
tiempo de estabilización de aproximadamente dos segundos hasta la
medición del peso final. Por último, estando todavía desconectado
el transporte del material y cerradas las compuertas 9, se abre la
compuerta del fondo y se arroja la carga pesada sobre la cinta
mezcladora 12.
El prellenado sirve para aumentar la capacidad
de producción por reducción de los tiempos de parada del transporte
del material, ya que, estando cerrada la compuerta de bloqueo 9, se
puede iniciar nuevamente ya el transporte del material en las dos
primeras fases. No obstante, la función de prellenado no es
aplicable según el procedimiento conocido cuando la velocidad de
transporte del material esté sometida a fuertes fluctuaciones.
Mediante el procedimiento según la invención se
eliminan estos inconvenientes. La aportación del material se
efectúa ciertamente con velocidades diferentes, pero está
permanentemente en funcionamiento, de modo que no se producen
tiempos de parada. Esto tiene la gran ventaja de que, debido a la
distribución de la aportación del material en un período de tiempo
mayor, que, en caso contrario, estaba ocupado por los tiempos de
parada, se puede trabajar con menores velocidades de transporte del
material que conducen a una apertura sensiblemente mejor y una
dosificación más exacta. Como objeto adicional de la invención,
resulta superfluo un ajuste de los parámetros individuales, ya que
las distintas velocidades para el transporte del material y el
llenado, incluyendo los intervalos de tiempo dentro del ciclo de
pesaje, se optimizan por sí mismos y se ajustan al mismo tiempo a
los diferentes materiales. El funcionamiento según la invención es
el siguiente:
En primer lugar, se fija el desarrollo deseado
de un ciclo de pesaje en una denominada curva unidad. Este ciclo es
el resultado de la suma de muchos valores experimentales y
representa la aportación de material porcentualmente en función del
tiempo de un ciclo de pesaje, también porcentualmente, que está
subdividido en intervalos de tiempo. Puesto que la velocidad de la
cinta de agujas del alimentador de pesaje es aproximadamente
proporcional a la cantidad de transporte de material, esta curva
unidad representa en porcentaje aproximadamente la evolución de la
velocidad de la cinta de agujas y, por tanto, de la aportación de
material o de la cantidad de transporte por unidad de tiempo. Se ha
comprobado sorprendentemente que la evolución óptima de la velocidad
de aportación del material se comporta aproximadamente igual en
todos los casos, de modo que esta curva puede transferirse sin
dificultades, en la representación porcentual, a todos los valores
concretos. Esto tiene la gran ventaja de que se introduce en el
dispositivo de mando 40 con la curva unidad el desarrollo del ciclo
de pesaje y, por tanto, un parámetro esencial, de modo que para el
caso individual concreto se tienen que introducir solamente todavía
el tiempo de pesada y el peso nominal final que ha de observarse.
Naturalmente, un ordenador integrado en el dispositivo de mando 40
puede calcular también directamente estos dos valores a partir de la
capacidad de producción deseada. Dado que está prefijada la
capacidad de llenado del recipiente de pesaje 10, el ordenador
calcula el número necesario de ciclos de pesaje y su espacio de
tiempo, así como el peso nominal que ha de prefijarse para cada
ciclo de pesaje. Con ayuda del peso nominal prefijado, el ordenador
calcula a través de la curva unidad (figura 3) la curva de peso
nominal (figura 4), según la cual se controla el llenado del
recipiente de pesaje 10 a través de una comparación de valor
nominal/valor real mediante una variación correspondiente del
suministro de fibras al recipiente de pesaje 10. Convenientemente,
la velocidad de la cinta de agujas es regulada cada vez por el
accionamiento 41 de modo que no se efectúe una parada de la cinta de
agujas 4 o sólo tenga lugar en casos excepcionales, con lo que el
transporte del material se extiende a lo largo de todo el ciclo de
pesaje.
Esto se hace posible mediante un espacio de
prellenado 80 de dimensiones lo más grandes posible (figura 7), el
cual es al menos la mitad de grande y de forma óptima
aproximadamente 2/3 hasta exactamente el mismo tamaño del
recipiente de pesaje 10, y, por tanto, está en condiciones de
recoger una aportación de material permanente, incluso durante la
fase de estabilización de la balanza y la descarga del peso final
del recipiente de pesaje 10. Unicamente la cantidad de llenado fino
no tiene que ser recogida por el espacio de prellenado, ya que ésta
cae directamente en el recipiente de pesaje 10 cuando estén abiertas
las compuertas 9. Se consigue así no sólo un llenado sensiblemente
más rápido y, por tanto, también una mayor capacidad del alimentador
de pesaje, sino que se logran una mejor apertura de las fibras y un
llenado más exacto debido a la menor velocidad de llenado que ahora
es posible. Naturalmente, el ahorro del tiempo de parada de la
aportación del material puede utilizarse también para acortar la
duración del ciclo de pesaje, y así se puede incrementar la
capacidad sin que sufra por ello la calidad de la apertura.
El ciclo de pesaje está dividido sustancialmente
en tres fases, concretamente (figura 6) en prellenado (zona A),
llenado principal (zona B) y llenado fino (zona C). A esto se añade
aún el tiempo de parada (zona D). Con un tamaño correspondiente del
espacio de prellenado 8 u 80 se puede prescindir enteramente del
llenado principal, de modo que el ciclo de pesaje se subdivide
solamente todavía en prellenado (zonas A + B + C) y llenado fino
(zona D). El prellenado se efectúa en el espacio de prellenado 8 u
80 mientras están cerradas las compuertas 9. Durante este llamado
prellenado transcurre el tiempo de estabilización de la balanza y se
efectúan la medición del peso final, así como la apertura y la
descarga del peso final sobre la cinta mezcladora 12, incluyendo el
tarado eventualmente necesario de la balanza. El llenado fino se
efectúa siempre después de vaciado el espacio de prellenado y con
las compuertas 9 abiertas para llevar la balanza al peso final. De
esta manera, se pueden ahorrar hasta 2 ó 3 segundos, lo que, con un
ciclo de pesaje usual de 12-14 segundos, significa
una reducción de la velocidad de transporte o un aumento de
capacidad de 15-25%.
La figura 3 muestra la curva unidad,
concretamente para un ciclo de pesaje sin tiempo de parada de la
alimentación del material. Como se desprende de la figura 3, la
cantidad de transporte al comienzo el ciclo es de aproximadamente
el 100%. Esta cantidad de transporte se conserva durante
aproximadamente el 60% del tiempo del ciclo de pesaje. La cantidad
de transporte se hace descender después hasta aproximadamente un
20% y durante el restante 20 a 25% del tiempo del ciclo de pesaje
con disminución de la cantidad de transporte se realiza la
dosificación fina hasta el peso final. La superficie debajo de la
curva unidad representa la cantidad de transporte total que deberá
alcanzarse durante el ciclo de pesaje y arrojarse como peso final
sobre la cinta mezcladora 12. Integrando esta curva unidad se
obtiene la curva de peso nominal (figura 5). La curva unidad se
aplica aquí para cada componente de mezclado I, II y III, siendo
cada vez el 100% la cantidad de transporte que es necesaria para
conseguir el peso nominal del componente correspondiente durante el
tiempo del ciclo de pesaje. Puesto que los tres componentes para el
ciclo de pesaje tienen el mismo tiempo, la curva de velocidad
nominal necesaria se ajusta al peso nominal que debe conseguirse.
Por tanto, el componente 1 tiene la más alta velocidad nominal,
aquí en el ejemplo con 60 m por minuto, el componente II con 30 m
por minuto y el componente III con aproximadamente 10 m por minuto.
Esto corresponde aproximadamente a la relación de mezcla de los
componentes de 60 : 30 : 10.
No obstante, el control del proceso de mezclado
a lo largo de una curva de peso nominal derivada de la curva unidad
puede realizarse también en el ciclo de pesaje usual con parada del
transporte del material durante el tiempo de estabilización y el
pesaje. Sin embargo, la figura 6 muestra en una comparación las
enormes ventajas que tiene la eliminación de los tiempos de parada
en favor de una aportación continua del material. La curva unidad
dibujada con trazo grueso representa el ciclo de pesaje con el
tiempo de parada usual. La zona A indica el tiempo de prellenado
usual y la zona B el llenado principal, mientras que la zona C
indica la dosificación fina y, finalmente, la zona D el tiempo de
parada de la alimentación. Los números porcentuales indican como
ejemplo un desarrollo usual del ciclo de pesaje. Es aquí
insignificante si el ciclo de pesaje dura 12 segundos o 16
segundos. En el presente caso, se ha tomado el ejemplo para un ciclo
de pesaje de 14,5 segundos. Como puede verse en la figura 6, el
tiempo de parada sigue siendo de 25 hasta apenas un 30%. Evitando
este tiempo de parada para la aportación del material, junto con un
espacio de prellenado 80 de tamaño correspondiente, se puede hacer
descender la velocidad de transporte hasta aproximadamente un 60% o,
aprovechando la plena velocidad de transporte, se puede conseguir
un acortamiento del ciclo de pesaje del 25%. Dado que las
superficies situadas debajo de las respectivas curvas representan
la cantidad de peso nominal, resulta evidente la ventaja que ofrece
el procedimiento según la invención.
El prellenado se efectúa con una velocidad de
transporte del material que está ajustada de modo que el espacio de
prellenado 8 u 80 existente se aproveche bien y se cargue de forma
óptima en el tiempo prefijado o disponible. Si el tamaño del
espacio de prellenado 80 (figura 7) es de aproximadamente 60 a 80%
del recipiente de pesaje 10, se efectúa el llenado importante en
este tiempo de prellenado. Después de abrir las compuertas 9, esta
cantidad de prellenado llega al recipiente de pesaje 10, y
únicamente es necesario todavía un llenado fino con baja velocidad
de transporte para conseguir exactamente el peso final deseado.
El transporte del material comienza con la
velocidad de transporte (figura 4) condicionada por la curva de peso
nominal (figura 5). Mediante una comparación de valor nominal/valor
real con la curva de peso nominal prefijada se determina la
cantidad que ha de cargarse todavía hasta el peso final. Si la
cantidad diferencia es muy grande, se puede aumentar también una vez
más la velocidad de transporte del material hasta un 100% y
únicamente para el último 10 ó 20% se puede regular ésta haciéndola
descender hasta el transporte fino. Sin embargo, el objetivo es
realizar el llenado con una velocidad de transporte lo más uniforme
posible, de modo que esta velocidad de transporte se adapte ya en
su conjunto en el ciclo siguiente para este tiempo de
prellenado.
Tan pronto como se ha alcanzado el peso final,
se cierran las compuertas 9 y cortan una aportación adicional de
material. Sin embargo, no se desconecta el transporte del material,
sino que comienza a llenarse enseguida nuevamente el espacio de
prellenado 8 u 80, mientras que la balanza recorre su tiempo de
estabilización y su pesaje y descarga el material pesado.
Para utilizar de forma óptima el espacio de
prellenado 8 u 80, es necesario calcular la velocidad correcta de la
aportación del material durante este período de prellenado, puesto
que, debido a las particularidades del material, ésta puede
desviarse de la velocidad nominal (figura 4) calculada a partir de
la curva de peso nominal. Esto puede efectuarse en principio
ciertamente también a mano y mediante la introducción de valores
experimentales. Sin embargo, es posible también que se optimice aquí
el dispositivo de pesada por sí mismo. Esto se efectúa de la manera
siguiente:
Según un ajuste básico prefijado, en el primer
ciclo de pesaje comienza el transporte del material con una
velocidad de transporte de aproximadamente un 50%. Según el tamaño
del espacio de prellenado 8 u 80, se controla entonces, después de
un tiempo de pesada de aproximadamente 60% del ciclo de pesaje, la
cantidad de material que ha llegado al espacio de prellenado 8 u 80
a la velocidad de prellenado globalmente ajustada. Naturalmente,
esto depende del material, pero esta dependencia del material se
incorpora automáticamente durante esta medición, ya que la cantidad
real se mide en función de la velocidad de transporte durante este
prellenado.
Este control puede efectuarse de maneras
diferentes. Un método consiste, por ejemplo, en que, abriendo las
compuertas de bloqueo 9, se arroja en el recipiente de pesaje 10 la
cantidad de prellenado cargada hasta entonces, de modo que éste
puede detectar un peso intermedio que se entrega al ordenador, el
cual lo compara con el peso nominal. Si este valor real está por
debajo del valor nominal, esto significa que la velocidad de llenado
del 50% es demasiado pequeña y tiene que aumentarse en
correspondencia con la diferencia entre el valor real y el valor
nominal. Ya para el ciclo de pesaje siguiente prefija el ordenador
la velocidad de transporte correcta, de modo que se efectúa un
aprovechamiento óptimo del espacio de prellenado 8 u 80. Si la
cantidad de prellenado es demasiado alta, se reduce la velocidad en
medida correspondiente. Se ahorran así las medidas de ajuste
usuales. Para afinar, se puede repetir también este proceso.
Otra clase de optimización de la velocidad de
prellenado consiste en equipar el espacio de prellenado 8 con un
dispositivo de medida para el grado de llenado (sonda de medida,
barrera óptica, etc.). Se llena el espacio de prellenado 8 hasta
que reaccione el emisor de medida e indique el llenado de dicho
espacio, con lo que se abren las compuertas 9. Al mismo tiempo, se
determina el tiempo necesario y se calcula y se ajusta en el
ordenador, a partir del mismo, la velocidad de llenado óptima, a
cuyo fin se aumenta o bien se reduce el ajuste básico. Con este
método se puede llevar seguidamente la cantidad de prellenado al
peso final y se la puede emplear como primera pesada.
Para evitar un llenado excesivo del espacio de
prellenado 8, se parte convenientemente, en la optimización de la
velocidad de transporte, de una velocidad de transporte tan baja que
no se consiga aún con seguridad el llenado completo del espacio de
prellenado 8 u 80. En general, esto se alcanza con aproximadamente
un 50% de la velocidad de transporte. En el primer ciclo de pesaje
se calcula entonces, después de aproximadamente un 25 a un 70% del
tiempo del ciclo de pesaje, por comparación del peso real con el
peso nominal, la velocidad de arranque óptima de la cinta de agujas
4 o la velocidad de transporte, tal como ya se ha descrito más
arriba.
Naturalmente, puede estar previsto también que
se almacenen las velocidades de transporte inicialmente calculadas
para determinados materiales y composiciones de componentes y que se
recuperen al repetirse el mismo caso, sin que deba tener lugar una
vez más una optimización correspondiente. Sin embargo, en general,
es más ventajosa una autooptimización automática, ya que se evitan
ajustes erróneos y el personal no tiene en absoluto que ocuparse
del ajuste de la velocidad de prellenado correcta.
En los ciclos de pesaje siguientes se detecta la
velocidad de transporte óptima después de la optimización. Tan
pronto como se ha conseguido el prellenado, el sistema de control
conmuta a la velocidad de llenado prefijada por la curva de peso
nominal. Mediante un regulador que actúa convenientemente sobre la
velocidad de suministro de la cinta de agujas 4, se controla la
velocidad a lo largo de esta curva, de modo que se efectúa también
una disminución correspondiente de la velocidad de llenado para
realizar la dosificación fina al alcanzarse el peso final. Tan
pronto como se ha alcanzado este peso final, ha concluido ya el
ciclo para la aportación del material y la velocidad de la cinta
transportadora 4 es conmutada, tras el cierre de las compuertas 9,
a la velocidad de transporte optimizada, con lo que comienzan el
proceso de prellenado y, por tanto, el nuevo ciclo de pesaje. Por
tanto, mientras el espacio de prellenado 8 u 80 se llena ya
nuevamente de material, el dispositivo de pesaje con el recipiente
de pesaje 10 permanece en el tiempo de estabilización, y una vez
transcurrido éste el material pesado es arrojado sobre la cinta
mezcladora 12 abriendo el recipiente de pesaje 10.
Por supuesto, en este procedimiento de pesaje se
detecta también al final del ciclo de pesaje la desviación del peso
real respecto del peso de descarga nominal y se tiene en cuenta esta
desviación en los ciclos de pesaje subsiguientes. Como es usual,
esto puede efectuarse en cuanto al peso, pero puede influirse
también sobre la velocidad de transporte para optimizar el
desarrollo del proceso. Esto se efectúa de modo que, según la curva
unidad, se mantiene igual el desarrollo del ciclo de pesaje, pero la
velocidad de corrección calculada se fija igual a un 100% de la
cantidad de transporte y, por tanto, se corrige la especificación de
la curva de peso nominal y de la curva de velocidad nominal
derivada de ella. Se consigue de esta manera una pesada muy
exacta.
Como se desprende de la figura 2, se pueden
agrupar y mezclar generalmente varios componentes para obtener la
mezcla. Para cada componente está previsto un alimentador de pesaje
I, II o III. Por tanto, en el presente caso se pueden mezclar tres
componentes. Dado que las distintas proporciones de los componentes
son de diferente magnitud, el llenado de los recipientes de pesaje
10 es de diferente duración en los procedimientos de llenado
conocidos usuales, de modo que el componente que determina la
proporción más grande necesita también el tiempo más largo, con lo
que los otros dos alimentadores de pesaje han concluido antes su
proceso de pesaje y tienen que esperar con la descarga de su
cantidad de peso al alimentador de pesaje con la cantidad más
grande. Según la invención, estos tres alimentadores de pesaje
están ajustados uno a otro en su velocidad de llenado de modo que
las tres pesadas estén concluidas al mismo tiempo. Como quiera que
la curva de peso nominal se determina a partir de la curva unidad
para cada componente y se prefija para el alimentador de pesaje en
cuestión, se reduce de manera correspondiente la curva de velocidad
para la velocidad de llenado. El prellenado se efectúa con más
lentitud, pero el llenado hasta el peso final puede conservarse
también independientemente de la velocidad de prellenado, de modo
que se ocupa el mismo espacio de tiempo que para el componente de
mayor tamaño. Dado que la curva de peso nominal prefijada se deriva
de la curva unidad, el ciclo de pesada se desarrolla aquí
porcentualmente de la misma manera que en el caso del componente de
mayor tamaño. No es necesario un ajuste especial para ello. La
curva unidad está prefijada en cada aparato de mando o en el aparato
de mando de la instalación global. Por tanto, es necesario
introducir únicamente la capacidad de producción deseada o el ciclo
de pesaje y los pesos finales deseados para los distintos
componentes. Todo lo demás, incluyendo la optimización del proceso,
es realizado por el ordenador del sistema de control.
Para tener siempre la misma mezcla tanto al
principio como al final de una partida de mezclado, el sistema de
control puede estar programado también de modo que la descarga de
las cantidades de fibras pesadas comience sucesivamente y termine
también sucesivamente, con lo que se obtienen siempre paquetes de
mezclado completos. Por tanto, en el ejemplo de la figura 2 el
alimentador de pesaje III descargará su última carga pesada sobre
la cinta mezcladora 12 y ajustará entonces ya su trabajo. La última
cantidad descargada llega después al alimentador de pesaje II, que
descarga su componente sobre esta última pesada del alimentador de
pesaje III y ajusta después también su actividad. Unicamente cuanto
este paquete mezclado ha pasado también por el último alimentador
de pesaje I, se desconecta la instalación mezcladora. La puesta en
marcha se efectúa exactamente de la misma manera, para lo cual
comienza el alimentador de pesaje III y se conectan sucesivamente
los alimentadores de pesaje II y I.
En el ejemplo explicado se ha descrito el
control del proceso prefijando una curva de peso nominal deseada,
según la cual se controla la aportación de material al recipiente de
pesaje 10. Esta curva de pesaje nominal puede calcularse también
empíricamente, pero es ventajoso calcularla según la invención a
través de la curva unidad.
La optimización de la velocidad de transporte,
especialmente para el prellenado, no sólo tiene importancia en
relación con el mayor espacio de prellenado 80, que puede recoger
prácticamente toda la cantidad de llenado, con excepción del
llenado residual para la dosificación fina. En los procedimientos de
pesaje conocidos convencionales se puede utilizar también con éxito
el espacio de prellenado ampliado 80 y se puede acortar
considerablemente el proceso o reducir la velocidad de transporte
necesaria.
Como se desprende de la figura 6 con ayuda de la
curva continua dibujada con trazo grueso, es enteramente posible
prefijar también una curva unidad para el proceso de pesaje
convencional con parada (zona D) del transporte del material y
controlar el ciclo con arreglo a dicha curva.
Por tanto, se adjudica una importancia autónoma
a estas partes de la invención, pero se consigue el óptimo
utilizando conjuntamente todas estas partes descritas. Las
ejecuciones descritas son sólo a título de ejemplo y pueden
modificarse de diferentes maneras o combinarse de otra manera sin
salirse de la idea de la invención.
Claims (24)
1. Procedimiento para mezclar componentes
fibrosos mediante alimentación y pesaje, en el que el material
fibroso a dosificar es retirado cada vez de balas de fibras y
transportado por una unidad de aportación de material hasta un
recipiente de pesaje, delante del cual está previsto un espacio de
prellenado, estando el recipiente de pesaje separado del espacio de
prellenado antepuesto por medio de una compuerta controlable, y,
una vez efectuada la pesada, se descarga el material del recipiente
de pesaje sobre una cinta mezcladora, y se prefija para cada
componente fibroso del dispositivo de pesaje correspondiente (I, II,
III) una curva de peso nominal deseada (figura 5),
caracterizado porque, a lo largo de esta curva de peso
nominal y a través de una comparación de valor nominal/valor real,
se controla la aportación del material para el llenado del
recipiente de pesaje (10) mediante una variación correspondiente de
la velocidad de transporte.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se fija al desarrollo del ciclo de
pesaje mediante la respectiva cantidad de transporte porcentual en
función del tiempo porcentual del ciclo de pesaje (curva
unidad).
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se calcula la
curva de peso nominal (figura 5) para cada componente (I, II, III) a
partir de la curva unidad (figura 3), referido al peso nominal del
componente (I, II, III) que deberá alcanzarse en un ciclo de
pesaje.
4. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se prefija
(figura 5) la misma duración del ciclo de pesaje para cada uno de
los distintos componentes (I, II, III).
5. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
subdivide el ciclo de pesaje en una fase de prellenado, durante la
cual se recoge el material transportado en un espacio de prellenado
(8; 80), y en una fase de llenado fino (figura 6), durante la cual
el material transportado a través del espacio de prellenado (8; 80)
llega directamente al recipiente de pesaje (10).
6. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
variación de la aportación del material se efectúa variando la
velocidad de transporte de la cinta de agujas (4).
7. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
adaptación del peso real al peso nominal prefijado cada vez por la
curva de peso nominal se efectúa por medio de un regulador.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque el regulador influye en la velocidad de
transporte actual de la cinta de agujas (4).
9. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
determina el tiempo del ciclo de pesaje por medio de la velocidad
de la cinta mezcladora.
10. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
descarga de las cantidades de fibras pesadas sobre la cinta
mezcladora (12) comienza sucesivamente y termina sucesivamente, de
modo que se obtienen siempre paquetes de mezclado completos.
11. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, para
calcular la velocidad de transporte óptima, se ajusta la velocidad
de transporte de la unidad de aportación de material (4) para el
primer ciclo de pesaje según la especificación de un valor
experimental y, después de 25 a 70% del tiempo del ciclo de pesaje,
se compara el peso real alcanzado con el peso nominal y se utiliza
la diferencia así obtenida para corregir la velocidad de transporte
de la unidad de aportación de material (4).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el valor experimental para la
optimización de la velocidad de transporte es de aproximadamente el
50%.
13. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se
mantiene inalterada la velocidad de transporte para la dosificación
fina, con independencia de la variación de la velocidad de
transporte para el transporte del material durante el prellenado y/o
el llenado principal.
14. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al final
del ciclo de pesaje se detecta la desviación del peso real respecto
del peso de descarga nominal y se tiene en cuenta la diferencia
para corregir la velocidad de transporte.
15. Procedimiento según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad
de aportación de material (4) transporta material fibroso durante
todo el ciclo de pesaje, mientras que la carga del recipiente de
pesaje (10) se desarrolla en forma discontinua.
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
caracterizado porque la velocidad de transporte de la unidad
de aportación de material (4) tiende a cero hacia el final de la
dosificación fina, pero adopta de nuevo la plena velocidad de
transporte inmediatamente después del cierre de las compuertas de
bloqueo (9) (figuras 3, 4 y 6).
17. Dispositivo de alimentación y pesaje en el
que se transporta el material fibroso a dosificar por medio de un
dispositivo de aportación de material hasta un recipiente de pesaje,
delante del cual está previsto un espacio de prellenado, y el
recipiente de pesaje está separado del espacio de prellenado
antepuesto por medio de una compuerta controlable,
caracterizado porque el dispositivo de aportación de material
(4) lleva asociado un dispositivo de mando (40) que controla la
velocidad de transporte de la unidad de aportación de material (4) a
lo largo de una curva de peso nominal prefijada (figura (5) y a
través de una comparación de valor nominal/valor real.
18. Dispositivo según la reivindicación 17,
caracterizado porque el dispositivo de aportación de material
presenta una cinta de agujas (4) que desprende material fibroso de
la bala aportada y está provista de un accionamiento (41) regulable
sin escalones.
19. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 17 ó 18, caracterizado porque la capacidad
del espacio de prellenado (8; 80) corresponde a la capacidad del
recipiente de pesaje (10).
20. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
capacidad del espacio de prellenado (8; 80) presenta aproximadamente
el 80% de la capacidad del recipiente de pesaje (10).
21. Dispositivo según una o más de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
capacidad del espacio de prellenado (8; 80) presenta al menos la
capacidad del recipiente de pesaje (10) menos la cantidad de
llenado fino.
22. Dispositivo de mando para controlar la
velocidad de transporte de un dispositivo de aportación de material
(4) de un dispositivo de alimentación y pesaje para mezclar
componentes fibrosos, en el que el material fibroso a dosificar es
transportado desde el dispositivo de aportación de material (4)
hasta un recipiente de pesaje (10), caracterizado porque se
ha introducido en el dispositivo de mando (40) para el material
fibroso (I, II, III) a dosificar una curva de peso nominal deseada
(figura 5), a lo largo de la cual el dispositivo de mando (40)
controla, a través de una comparación de valor nominal/valor real,
la unidad de aportación de material (4) para el llenado del
recipiente de pesaje (10) mediante una variación de la velocidad de
transporte.
23. Dispositivo de mando según la reivindicación
22, caracterizado porque se ha introducido en el dispositivo
de mando (40) el desarrollo del ciclo de pesaje mediante la
respectiva cantidad de transporte porcentual en función del tiempo
porcentual del ciclo de pesaje (curva unidad - figura 3), a partir
de la cual se puede calcular la curva de peso nominal (figura 5)
para cada componente (I, II, III), referido al peso nominal del
componente (I, II, III) que deberá alcanzarse en un ciclo de
pesaje.
24. Dispositivo de mando según las
reivindicaciones 22 y 23 para controlar la velocidad de transporte
de un dispositivo de aportación de material (4) de un dispositivo
de alimentación y pesaje según una o más de las reivindicaciones 1
a 16.
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