ITMO20090109A1

ITMO20090109A1 - Dispositivo di misura.

Info

Publication number: ITMO20090109A1
Application number: IT000109A
Authority: IT
Inventors: Luca Mucchi
Original assignee: Ats Microtech S R L
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-01
Also published as: WO2010125454A1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: "Dispositivo di misura".

L'invenzione concerne un dispositivo per misurare una proprietà, per esempio l'umidità, di un materiale scorrevole, particolarmente un materiale in polvere o in granuli.

II dispositivo secondo l'invenzione può essere utilizzato in impianti di essiccamento, granulazione, agglomerazione, istantizzazione, rivestimento, stratificazione oppure sferonizzazione, particolarmente del tipo a letto fluido.

Il materiale scorrevole processato dal dispositivo secondo l'invenzione può essere un prodotto alimentare, farmaceutico o di altro tipo.

E' noto un apparato a letto fluido comprendente una tramoggia delimitata da una parete inclinata, lungo la guale è montato un dispositivo di misura comprendente un sensore a microonde. Il dispositivo di misura è posizionato in modo tale da risultare a filo con la parete inclinata e misura, in modo continuo, l'umidità di un prodotto che scorre all'interno della tramoggia lungo la parete inclinata.

Un difetto del dispositivo di misura sopra descritto è che tale dispositivo fornisce misure di umidità che possono essere non precise, perché la densità del prodotto che scorre lungo la parete inclinata della tramoggia può variare da istante a istante. In altre parole, lungo la parete inclinata della tramoggia possono scendere quantità di prodotto poco compattato, ossia avente una densità relativamente bassa, seguite da quantità di prodotto più compattato, ossia avente una densità maggiore. Le variazioni di densità si ripercuotono negativamente sulla precisione della misura di umidità.

Uno scopo dell'invenzione è migliorare i dispositivi per misurare una proprietà di un materiale scorrevole.

Un ulteriore scopo è fornire un dispositivo per misurare una proprietà di un materiale scorrevole che abbia una buona precisione.

In un primo aspetto dell'invenzione, è previsto un dispositivo collegabile ad un ambiente in cui è processato un materiale scorrevole, comprendente una cavità di misura atta ad essere resa comunicante con detto ambiente per ricevere il materiale scorrevole, un sensore a microonde per misurare una proprietà del materiale scorrevole contenuto nella cavità di misura, mezzi di scarico per reintrodurre il materiale scorrevole dalla cavità di misura in detto ambiente dopo che il sensore a microonde ha misurato detta proprietà. Il dispositivo secondo il primo aspetto dell'invenzione consente di ottenere misure precise della proprietà del materiale scorrevole. Infatti, le misure vengono effettuate quando il materiale scorrevole ha riempito la cavità di misura, ossia in condizioni statiche. La densità del materiale scorrevole contenuto nella cavità di misura non varia sostanzialmente durante la misura. Inoltre, il materiale scorrevole si compatta mentre riempie la cavità di misura, cosicché fra due lotti consecutivi di materiale scorrevole non vi sono eccessive variazioni di densità. In questo modo sono evitate le imprecisioni che si verificano nei dispositivi noti, nei quali la densità del materiale scorrevole varia significativamente mentre il materiale scorrevole scivola lungo la parete inclinata della tramoggia su cui è disposto il sensore a microonde.

In una versione, il dispositivo comprende mezzi convogliatori per convogliare il materiale scorrevole da detto ambiente nella cavità di misura.

I mezzi convogliatori possono comprendere un convogliatore a coclea di ingresso.

I mezzi convogliatori consentono di riempire la cavità di misura in maniera controllata, il che aumenta ulteriormente la precisione del dispositivo, in quanto assicura che la cavità di misura venga riempita sempre con le medesime modalità.

In una versione, il dispositivo comprende mezzi di abilitazione per abilitare la misura della proprietà da parte del sensore a microonde quando il materiale scorrevole ha raggiunto un livello prefissato nella cavità di misura.

I mezzi di abilitazione possono comprendere un sensore di livello, per esempio di tipo induttivo, capacitivo oppure ottico.

Grazie ai mezzi di abilitazione, il sensore a microonde esegue la misura soltanto dopo che la cavità di misura è stata riempita fino al livello desiderato. Ciò consente di evitare che la misura venga effettuata quando la cavità di misura è ancora parzialmente vuota, il che potrebbe falsare il risultato ottenuto.

I mezzi convogliatori possono essere controllati da un'unità di controllo che riceve un segnale dai mezzi di abilitazione, l'unità di controllo essendo programmata per arrestare i mezzi convogliatori quando il materiale scorrevole ha raggiunto il livello prefissato nella cavità di misura.

In questo modo si evita che i mezzi convogliatori continuino ad inviare materiale scorrevole nella cavità di misura già piena, il che potrebbe generare pressioni eccessive nella cavità di misura e provocare conseguentemente rotture nei mezzi convogliatori.

In una versione, i mezzi di scarico comprendono mezzi di movimentazione per movimentare il materiale scorrevole dalla cavità di misura verso detto ambiente.

I mezzi di movimentazione consentono di svuotare la cavità di misura in maniera controllata e di convogliare il materiale scorrevole verso detto ambiente lungo un qualsiasi percorso desiderato.

I mezzi di scarico possono comprendere un convogliatore a coclea di uscita.

II convogliatore a coclea di uscita ed il convogliatore a coclea di ingresso possono estendersi lungo assi sostanzialmente paralleli, particolarmente orizzontali. In una versione, i mezzi di scarico possono comprendere un convogliatore pneumatico.

In alternativa, i mezzi di scarico possono comprendere un elemento scorrevole all'interno della cavità di misura, atto a spingere il materiale scorrevole fuori dalla cavità di misura.

In una versione, la cavità di misura può essere una cavità passante avente una prima apertura attraverso la quale entra il materiale scorrevole e una seconda apertura attraverso la quale esce il materiale scorrevole.

In alternativa, la cavità di misura può essere una cavità cieca avente un'unica apertura atta ad essere resa comunicante con detto ambiente, in modo che il materiale scorrevole entri nella, ed esca dalla, cavità di misura attraverso la medesima apertura. In questo caso, si ottiene un dispositivo particolarmente compatto e di dimensioni ridotte.

In una versione, il sensore a microonde delimita almeno parzialmente la cavità di misura e può venire a contatto con il materiale scorrevole durante la misura.

Il sensore a microonde può essere di tipo cilindrico. In questo caso, la cavità di misura è definita all'interno del sensore a microonde.

Il sensore a microonde può anche essere di tipo planare. Il dispositivo può comprendere mezzi di pulizia per rimuovere eventuali residui di materiale scorrevole dalla cavità di misura quando la cavità di misura viene svuotata .

I mezzi di pulizia possono comprendere mezzi di erogazione per erogare un fluido di pulizia, particolarmente un gas quale aria compressa, all'interno della cavità di misura.

In alternativa, i mezzi di pulizia possono comprendere un elemento raschiatore scorrevole a contatto con una superficie interna della cavità di misura.

I mezzi di pulizia consentono di evitare che nella cavità di misura si creino accumuli e incrostazioni di materiale scorrevole, che potrebbero compromettere la precisione della misura e contaminare il materiale di cui si desiderano misurare le proprietà.

In un secondo aspetto dell'invenzione, è previsto un sensore comprendente un risonatore a microonde cilindrico, una porta di ingresso per permettere a un campo elettromagnetico di entrare nel risonatore a microonde, una porta di uscita per permettere al campo elettromagnetico di uscire dal risonatore a microonde, alla porta di ingresso essendo associato un dispositivo a spira e alla porta di uscita essendo associato un dispositivo ad antenna.

Il dispositivo a spira consente di realizzare un accoppiamento in corrente fra il campo elettromagnetico in ingresso e il risonatore a microonde, mentre il dispositivo ad antenna permette di realizzare un accoppiamento in tensione fra il campo elettromagnetico in uscita e il risonatore a microonde. Ciò consente di ottenere un sensore avente un'elevata sensibilità.

Il sensore può comprendere mezzi dielettrici anulari che definiscono almeno in parte una cavità di misura.

I mezzi dielettrici anulari possono essere alloggiati almeno parzialmente in un involucro.

In particolare, l'involucro può comprendere una prima parete ed una seconda parete fra le quali sono interposti i mezzi dielettrici anulari. La prima parete e la seconda parete sono fra loro collegate da una porzione di connessione.

In una versione, il dispositivo ad antenna comprende un elemento launcher avente un'estremità annegata nei mezzi dielettrici anulari. L'elemento launcher può passare attraverso la prima parete dell'involucro.

In una ulteriore versione, il dispositivo a spira comprende un ulteriore elemento launcher avente una prima regione di estremità passante attraverso la prima parete dell'involucro ed una seconda regione di estremità ricevuta nella seconda parete dell'involucro. L'ulteriore elemento launcher passa attraverso i mezzi dielettrici anulari.

L'ulteriore elemento launcher può essere sostanzialmente parallelo alla porzione di connessione.

L'elemento launcher e l'ulteriore elemento launcher sono sostanzialmente paralleli fra loro.

Un elemento di contatto, per esempio un elemento filettato, può essere alloggiato nella seconda parete dell'involucro per venire a contatto con l'ulteriore elemento launcher. L'elemento di contatto può essere disposto a contatto con una superficie trasversale di estremità dell'ulteriore elemento launcher.

L'elemento di contatto può estendersi lungo il medesimo asse lungo il quale si estende l'ulteriore elemento launcher.

L'elemento di contatto evita di applicare all'ulteriore elemento launcher sforzi flessionali, che potrebbero deformare l'ulteriore elemento launcher in maniera indesiderata. Inoltre, l'elemento di contatto permette di realizzare un contatto efficace e robusto con l'ulteriore elemento launcher.

L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni, che ne illustrano alcune versioni esemplificative e non limitative di attuazione, in cui:

Figura 1 è una vista prospettica di un dispositivo per misurare una proprietà di un materiale scorrevole;

Figura 2 è una vista prospettica del dispositivo di Figura 1, presa da una diversa angolazione;

Figura 3 è una vista in sezione del dispositivo di Figura 1;

Figura 4 è una vista prospettica di un dispositivo per misurare una proprietà di un materiale scorrevole, secondo una versione alternativa;

Figura 5 è una vista in sezione di un dispositivo per misurare una proprietà di un materiale scorrevole, secondo un'altra versione alternativa;

Figura 6 è una vista prospettica di un sensore a microonde che può essere impiegato nei dispositivi delle Figure da 1 a 5.

La Figura 1 mostra un dispositivo 1 per misurare una proprietà di un materiale scorrevole, particolarmente un materiale in polvere.

Tramite un elemento di collegamento, il dispositivo 1 è collegabile ad un ambiente in cui viene processato il materiale in polvere, particolarmente ad un ambiente chiuso. L'ambiente a cui è collegato il dispositivo 1 può essere un ambiente disposto all'interno di un apparato a letto fluido, oppure un ambiente disposto all'interno di un atomizzatore, oppure ancora un ambiente racchiuso da un condotto di trasporto per trasportare il materiale in polvere. Nell'esempio mostrato in Figura 1, l'elemento di collegamento comprende una flangia 2 atta ad essere connessa ad una parete che racchiude l'ambiente in cui viene processato il materiale in polvere, tramite una pluralità di fori di collegamento 3.

Il dispositivo 1 comprende un sensore a microonde 4, che consente di misurare una proprietà del materiale in polvere, per esempio l'umidità, la permettività, la densità. Il sensore a microonde 4 può anche fornire indicazioni sulla granulometria del materiale in polvere.

Il sensore a microonde 4 è posizionato in modo da interagire con il materiale scorrevole contenuto in una cavità di misura 5, visibile in Figura 3. Nell'esempio raffigurato, il sensore a microonde 4 è di tipo cilindrico e al suo interno si estende almeno una parte della cavità di misura 5. In una versione alternativa, il sensore a microonde può essere di tipo planare ed affacciarsi ad una parete della cavità di misura 5.

In generale, il sensore a microonde 4 può delimitare almeno parzialmente la cavità di misura 5 e può venire direttamente a contatto con il materiale scorrevole durante la misura.

Il dispositivo 1 comprende un condotto di ingresso 6 tramite il quale il materiale in polvere proveniente dall'ambiente collegato al dispositivo 1 può essere convogliato verso la cavità di misura 5. All'interno del condotto di ingresso 6 possono essere alloggiati mezzi convogliatori, per esempio una coclea di ingresso 7, che può estendersi lungo un asse sostanzialmente orizzontale. La coclea di ingresso 7 ha un'estremità che sfocia in prossimità della cavità di misura 5, in una posizione disposta al di sopra del sensore a microonde 4. Un'ulteriore estremità della coclea di ingresso 7 si proietta da una parte della flangia 2 opposta rispetto al sensore a microonde 4, in modo tale da estendersi, durante l'uso, all'interno dell'ambiente in cui è processato il materiale in polvere, per prelevare da tale ambiente il materiale in polvere. La coclea di ingresso 7 è azionata in rotazione da un motore 8, per esempio di tipo pneumatico o elettrico, che può trasmettere il movimento alla coclea di ingresso 7 tramite un dispositivo di trasmissione non raffigurato, comprendente ad esempio una cinghia o un gruppo di ruote dentate, disposto all'interno di un alloggiamento 9.

Il dispositivo 1 comprende mezzi di scarico per rimuovere il materiale in polvere dalla cavità di misura 5 dopo che il sensore a microonde 4 ha misurato la proprietà desiderata. I mezzi di scarico consentono di immettere nuovamente il materiale in polvere nell'ambiente collegato al dispositivo 1. I mezzi di scarico possono comprendere un condotto di uscita 10 che collega la cavità di misura 5 all'ambiente in cui è processato il materiale in polvere. All'interno del condotto di uscita 10 può essere mobile una coclea di uscita 11. La coclea di uscita 11 può estendersi lungo un asse parallelo all'asse della coclea di ingresso 7, particolarmente orizzontale. La coclea di uscita 11 può essere operativamente posizionata al di sotto della coclea di ingresso 7, ad un livello inferiore rispetto al sensore a microonde 4. La coclea dì uscita 11 è movimentata da un ulteriore motore 12, per esempio di tipo pneumatico o elettrico, tramite un dispositivo di trasmissione, comprendente ad esempio una cinghia o un gruppo di ruote dentate, contenuto all'interno di un ulteriore alloggiamento 13.

Il dispositivo 1 comprende inoltre un sensore di livello 14, mostrato in Figura 1, che può essere di tipo induttivo, capacitivo, ottico o altro e consente di rilevare quando il materiale in polvere ha raggiunto un livello predeterminato all'interno della cavità di misura 5. In particolare, il sensore di livello 14 può essere disposto in una regione della cavità di misura 5 vicina alla coclea di ingresso 7.

Il sensore di livello 14 genera un segnale che viene trasmesso ad un'unità di controllo inclusa nel dispositivo 1 o cooperante con il dispositivo 1. L'unità di controllo è programmata in modo da arrestare la coclea di ingresso 7 quando il materiale in polvere ha raggiunto il livello prestabilito nella cavità di misura 5 e da abilitare, contemporaneamente, la misura da parte del sensore a microonde 4.

Il dispositivo 1 può inoltre comprendere sensori ausiliari, per esempio un sensore di temperatura 15 mostrato in Figura 1 che consente di misurare la temperatura del materiale in polvere. Il sensore di temperatura 15 può essere posizionato in una regione inferiore della cavità di misura 5, in prossimità della coclea di uscita 11.

Per mantenere pulita la cavità di misura 5, particolarmente nel caso in cui il materiale in polvere tenda ad aderire alle pareti di tale cavità, possono essere previsti mezzi di pulizia comprendenti ad esempio un erogatore 16 per erogare all'interno della cavità di misura 5 un getto di gas in pressione, particolarmente aria compressa. L'erogatore 16 può essere fissato ad un coperchio 17 disposto al di sopra della cavità di misura 5, in modo da erogare un getto di gas in pressione diretto dall'alto verso il basso. Come mostrato in Figura 3, nel coperchio 17 è ricavata una pluralità di passaggi 18 per suddividere il getto di gas in pressione emesso dall'erogatore 16 in una pluralità dì flussi che consentono di mantenere pulita l'intera superficie interna della cavità di misura 5.

Il coperchio 17 può essere realizzato in materiale trasparente, per consentire ad un operatore di verificare eventuali anomalie nella cavità di misura 5. Per lo stesso motivo, una parete di fondo 19 della cavità di misura 5 può essere realizzata in materiale trasparente.

In una versione alternativa, i mezzi di pulizia possono comprendere mezzi meccanici di pulizia, per esempio una spazzola o un elemento raschiatore, oppure una combinazione di mezzi meccanici e mezzi pneumatici di pulizia.

Il sensore a microonde 4 comprende un risonatore a microonde e può essere del tipo descritto nella domanda di brevetto internazionale PCT/IB2007/001194. In alternativa, è possibile utilizzare un sensore a microonde 4 del tipo mostrato in Figura 6.

La Figura 6 mostra un sensore a microonde 4 di tipo cilindrico, comprendente un involucro 32, eventualmente realizzato in due parti, che può avere una sezione trasversale a forma come di "C". In particolare, l'involucro 32 comprende una prima parete 42 ed una seconda parete 43, sostanzialmente parallele l'una all'altra e disposte orizzontalmente durante l'uso. La prima parete 42 e la seconda parete 43 sono fra loro collegate da una porzione di connessione 44, che durante l'uso si estende verticalmente. L'involucro 32 può essere realizzato in materiale elettricamente conduttore, per esempio metallo.

All'interno dell'involucro 32 sono alloggiati mezzi dielettrici. Nell'esempio raffigurato, i mezzi dielettrici comprendono un anello interno 33, che può essere realizzato in allumina (Al2O3), avente una superficie interna 34. I mezzi dielettrici possono inoltre comprendere un anello esterno 35, realizzato ad esempio in politetrafluoroetilene (PTFE), che circonda l'anello interno 33.

L'involucro 32 è interposto fra un primo elemento tubolare 36 ed un secondo elemento tubolare 37 che, in uso, sono posizionati rispettivamente al di sopra e al di sotto dell'involucro 32. La superficie interna 34 è a filo con rispettive superfici interne del primo elemento tubolare 36 e del secondo elemento tubolare 37, così da individuare la cavità di misura 5. Il primo elemento tubolare 36 ed il secondo elemento tubolare 37 comprendono ciascuno una flangia di fissaggio 38 atta ad andare a battuta contro l'involucro 32 per fissare il primo elemento tubolare 36 e rispettivamente il secondo elemento tubolare 37 all'involucro 32. Fra le flange di fissaggio 38 e l'involucro 32 possono essere interposti elementi di tenuta 39, particolarmente guarnizioni 0-Ring, che servono ad impedire ad eventuali agenti contaminanti presenti nell'ambiente esterno di entrare nella cavità di misura 5, contaminando il materiale in polvere.

Il sensore a microonde 4 comprende una porta di ingresso 40 attraverso la quale un campo elettromagnetico entra nel sensore a microonde 4, per esempio per mezzo di un cavo coassiale non raffigurato. Il cavo coassiale può essere collegato ad un lanciatore o launcher 41, attraverso il quale il campo elettromagnetico passa all'interno del sensore a microonde 4. Il launcher 41 è di tipo noto, per esempio di tipo SMA o N. Il launcher 41 passa attraverso la prima parete 42 dell'involucro 32, l'anello esterno 35 e la seconda parete 43 dell'involucro 32. Un elemento filettato 45, per esempio un grano filettato, si impegna nella seconda parete 43 così da venire a contatto con il launcher 41. L'elemento filettato 45 è realizzato in materiale elettricamente conduttore, particolarmente in metallo, ed è disposto a contatto con una superficie trasversale di estremità del launcher 41.

Il launcher 41 contribuisce a definire all'interno del sensore a microonde 4 una spira o loop attraverso la quale il campo elettromagnetico viene immesso nel sensore a microonde 4. La spira è definita, oltre che dal laucher 41, anche dalla porzione di connessione 44 e dalle porzioni della prima parete 42 e della seconda parete 43 interposte fra il launcher 41 e la porzione di connessione 44. Grazie alla spira sopra descritta, il campo elettromagnetico in ingresso è accoppiato in corrente al sensore a microonde 4.

L'elemento filettato 45 consente di stabilire un contatto elettrico fra il launcher 41 e la seconda parete 43 dell'involucro 32.

L'elemento filettato 45, che come sopra descritto si impegna con una superficie trasversale di estremità del launcher 41, interagisce con il launcher 41 senza applicare sforzi flessionali che potrebbero deformare il launcher 41 in maniera indesiderata. Inoltre, l'elemento filettato 45 viene a contatto con il launcher 41 in corrispondenza di una superficie piana e relativamente estesa, il che garantisce un contatto preciso, robusto e facile da realizzare meccanicamente. Ciò assicura un valore di impedenza ottimale della porta di ingresso 40. Il sensore a microonde 4 comprende inoltre una porta di uscita 46 per consentire al campo elettromagnetico di uscire dal sensore a microonde 4 dopo aver interagito con il materiale in polvere. La porta di uscita 46 comprende un ulteriore launcher 47 tramite il quale il campo elettromagnetico esce dal sensore a microonde 4 per essere inviato ad un cavo coassiale di uscita non raffigurato. L'ulteriore launcher 47, che può essere di tipo SMA o N, passa attraverso la prima parete 42 dell'involucro 32 e quindi giunge a contatto con i mezzi dielettrici, particolarmente con l'anello esterno 35. A differenza del launcher 41, l'ulteriore launcher 47 non viene tuttavia a contatto con la seconda parete 43 dell'involucro 32, ma termina nell'anello esterno 35. L'ulteriore launcher 47 si comporta quindi come un'antenna (probe) e realizza un accoppiamento in tensione fra il sensore a microonde 4 e il cavo coassiale di uscita. La porta di uscita 46, lavorando in tensione, permette di aumentare la sensibilità del sensore a microonde 4.

Le estremità del launcher 41 e dell'ulteriore launcher 47 fuoriuscenti dall'involucro 32 verso i rispettivi cavi coassiali sono protette da corrispondenti elementi di protezione 48, ciascuno dei quali è provvisto dì un foro di passaggio 49 attraverso il quale può passare il cavo coassiale.

Durante il funzionamento, quando si desidera misurare l'umidità, la densità, la permettività o un altro parametro del materiale in polvere, l'unità di controllo aziona il motore 8, che mette in rotazione la coclea di ingresso 7 al fine di convogliare il materiale in polvere nella cavità di misura 5. Durante questa fase, la coclea di uscita 11 viene mantenuta ferma. Il materiale in polvere convogliato dalla coclea di ingresso 7 scende per gravità all'interno della cavità di misura 5, che viene progressivamente riempita, fino a raggiungere il livello del sensore di livello 14. Quando il sensore di livello 14 rileva che il materiale in polvere ha riempito la cavità di misura 5 fino al livello desiderato, la coclea di ingresso 7 viene arrestata, in modo da evitare che ulteriore materiale in polvere sia convogliato nella cavità di misura 5. Anche la coclea di uscita 11 viene mantenuta ferma. L'unità di controllo abilita quindi la misura della proprietà desiderata da parte del sensore a microonde 4. In particolare, la misura può essere ottenuta dal rapporto fra la potenza che esce dal sensore a microonde 4 attraverso la porta di uscita 46 e la potenza trasmessa al sensore a microonde 4 attraverso la porta di ingresso 40.

In questa fase, il sensore di temperatura 15, se presente, può eventualmente misurare la temperatura del materiale in polvere.

La misura della proprietà desiderata da parte del sensore a microonde 4 viene effettuata mentre il materiale in polvere è fermo all'interno della cavità di misura 5. In questo modo si evita che la densità del materiale in polvere vari durante la misura, il che comprometterebbe la precisione della misura stessa.

La precisione della misura viene ulteriormente aumentata qualora, come nell'esempio in esame, la cavità di misura 5 venga riempita mediante mezzi convogliatori, che assicurano una compattazione uniforme fra lotti di materiale in polvere consecutivi.

Dopo che il materiale in polvere è rimasto nella cavità di misura 5 per un tempo prestabilito, scelto in modo da consentire la misura da parte del sensore a microonde 4, l'unità di controllo aziona l'ulteriore motore 12, che ruota la coclea di uscita 11, in modo da rimuovere il materiale in polvere dalla cavità di misura 5 e reintrodurre il materiale in polvere nell'ambiente in cui tale materiale viene processato. La coclea di ingresso 7 viene mantenuta ferma durante questa fase. Dopo un certo tempo, calcolato in modo tale che la cavità di misura 5 sia quasi completamente svuotata, viene azionato l'erogatore 16 che, attraverso i passaggi 18, invia nella cavità dì misura 5 una pluralità dì getti di gas in pressione. Questi getti consentono di distaccare dalla superficie interna della cavità di misura 5 eventuali residui di materiale in polvere, che vengono poi convogliati nell'ambiente collegato al dispositivo 1 tramite la coclea di uscita 11. La cavità di misura 5 può così essere mantenuta costantemente pulita.

In una versione non raffigurata, al posto della coclea di ingresso 7 e della coclea di uscita 11 è possibile utilizzare altri dispositivi convogliatori. Per esempio, la coclea di uscita 11 può essere sostituita da un convogliatore pneumatico, eventualmente utilizzato in combinazione con una valvola rotante che porta il materiale in polvere nel convogliatore pneumatico.

Il dispositivo 1 mostrato nelle Figure da 1 a 3 è particolarmente adatto per essere fissato ad una parete piana delimitante l'ambiente in cui il materiale in polvere viene processato. A tal fine, è sufficiente realizzare nella parete piana due aperture, disposte rispettivamente in corrispondenza del condotto di ingresso 6 e del condotto di uscita 10, e collegare il dispositivo 1 alla parete piana tramite elementi di fissaggio inseriti nei fori 3 della flangia 2.

La Figura 4 mostra un dispositivo 101 secondo una versione alternativa, in cui le parti comuni al dispositivo 1 mostrato nelle Figure da 1 a 3 sono indicate con i medesimi numeri di riferimento e non sono nuovamente descritte in dettaglio. Il dispositivo 101 differisce dal dispositivo 1 perché, al posto della flangia 2, comprende una porzione tubolare 20 destinata ad essere inserita in un condotto di trasporto all'interno del quale viene trasportato il materiale in polvere. La porzione tubolare 20 comprende una prima flangia 21 ed una seconda flangia 22 che consentono di fissare la porzione tubolare 20 rispettivamente ad una porzione di condotto a monte e ad una porzione di condotto a valle.

Il dispositivo 101 funziona in modo del tutto analogo al dispositivo 1 e preleva il materiale in polvere dall'ambiente definito all'interno del condotto di trasporto, nel quale il materiale in polvere viene reintrodotto quando il sensore a microonde 4 ne ha misurato le proprietà.

Posizionando la coclea di ingresso 7 e la coclea di uscita ll - o eventuali dispositivi convogliatori alternativi - rispettivamente all'interno del condotto di ingresso 6 e del condotto di uscita 10, è possibile evitare che il materiale in polvere venga a contatto con l'ambiente esterno durante la misura. In altre parole, il dispositivo secondo l'invenzione, dopo essere stato fissato all'ambiente in cui è processato il materiale in polvere tramite la flangia 2, la porzione tubolare 20 o altro elemento di collegamento, consente di mantenere il materiale in polvere in un ambiente chiuso, evitando contaminazioni del materiale in polvere durante la misura. Ciò è particolarmente importante, per motivi di igiene facilmente comprensibili, quando il materiale in polvere è un prodotto alimentare o farmaceutico.

I dispositivi 1 e 101 mostrati nelle Figure da 1 a 4 hanno un'apertura di ingresso e un'apertura di uscita distinte l'una dall'altra. In altre parole, il materiale in polvere entra nei dispositivi 1 e 101 attraverso un'apertura di ingresso 23, mostrata in Figura 1, ed esce dai suddetti dispositivi attraverso un'apertura di uscita 24 diversa dall'apertura di ingresso 23.

La Figura 5 mostra un dispositivo 201 secondo una versione alternativa, comprendente una cavità di misura 205 avente un'unica apertura 223, che serve sia per l'ingresso che per l'uscita del materiale in polvere. Il dispositivo 201 comprende un elemento di collegamento, particolarmente una flangia 202, atta ad essere fissata ad una parete che delimita un ambiente in cui viene processato un materiale in polvere, per esempio un apparato a letto fluido, un atomizzatore o un condotto di trasporto. Il dispositivo 201 può essere fissato alla parete dell'ambiente in cui viene processato il materiale in polvere in modo che un asse principale Z lungo il quale si estende la cavità di misura 205 sia sostanzialmente verticale.

Il dispositivo 201 comprende un primo manicotto 25 e un secondo manicotto 26, fra i quali è interposto un sensore a microonde 204, del tutto analogo al sensore a microonde 4 incluso nei dispositivi mostrati nelle Figure da 1 a 4. Nell'esempio raffigurato, il sensore a microonde 204 è di tipo cilindrico. All'interno del primo manicotto 25, del secondo manicotto 26 e del sensore a microonde 204 è definita una superficie cilindrica 27, che delimita lateralmente la cavità di misura 205.

Un elemento scorrevole 28, per esempio un tampone, è mobile all'interno della cavità di misura 205 parallelamente all'asse principale Z. L'elemento scorrevole 28 può essere movimentato da un attuatore 29, per esempio un cilindro pneumatico. L'elemento scorrevole 28 è delimitato, trasversalmente all'asse principale Z, da una superficie trasversale 30 che definisce una parete di estremità della cavità di misura 205.

Il dispositivo 201 comprende mezzi di pulizia che possono includere un elemento raschiatore 31 associato all'elemento scorrevole 28. L'elemento raschiatore 31 può comprendere un elemento deformabile, per esempio un O-Ring, disposto lungo una zona di bordo dell'elemento scorrevole 28 così da essere interposto fra l'elemento scorrevole 28 e la superficie cilindrica 27 della cavità di misura 205. In alternativa, l'elemento raschiatore 31 può essere definito da un bordo dell'elemento scorrevole 28.

In una zona della cavità di misura 205 disposta in prossimità della flangia 202 si affaccia un sensore di livello 214, analogo al sensore di livello 14 descritto precedentemente. Il dispositivo 201 può inoltre comprendere un sensore di temperatura non raffigurato. Durante il funzionamento, quando si desidera misurare una proprietà del materiale in polvere, un'unità di controllo inclusa nel dispositivo 201 o cooperante con esso comanda l'attuatore 29, in modo che quest'ultimo movimenti l'elemento scorrevole 28 in una posizione arretrata mostrata in Figura 5. All'interno del primo manicotto 25, del sensore a microonde 204 e del secondo manicotto 26 viene così definita la cavità di misura 205, che viene riempita per gravità dal materiale in polvere presente all'interno dell'ambiente collegato al dispositivo 201.

Quando il sensore di livello 214 rileva che il materiale in polvere ha riempito la cavità di misura 205 fino al livello prestabilito, viene abilitata la misura da parte del sensore a microonde 204. Tale misura avviene in condizioni statiche, in quanto l'elemento scorrevole 28 viene mantenuto nella posizione arretrata.

Dopo che è trascorso un periodo di tempo prestabilito, sufficiente affinché il sensore a microonde 204 effettui la misura della proprietà desiderata, l'unità di controllo aziona l'attuatore 29, che movimenta l'elemento scorrevole 28 lungo l'asse principale Z, verso la flangia 202. In questo modo, il volume della cavità di misura 205 si riduce gradualmente e il materiale in polvere presente nella cavità di misura 205 viene reintrodotto nell'ambiente in cui il materiale in polvere viene processato.

L'elemento scorrevole 28 agisce quindi come un mezzo di scarico che rimuove il materiale in polvere dalla cavità di misura 205.

Mentre l'elemento scorrevole 28 si muove verso la flangia 202, l'elemento raschiatore 31 scorre lungo la superfìcie cilindrica 27 della cavità di misura 205 e rimuove dalla superfìcie cilìndrica 27 eventuali residui di materiale in polvere ad essa aderenti.

L'elemento raschiatore 31 consente di realizzare i mezzi di pulizia in maniera molto semplice, in quanto può essere azionato dal medesimo attuatore 29 che movimenta i mezzi di scarico e non necessita di dispositivi di movimentazione e di controllo separati.

Grazie all'unica apertura 223, il dispositivo 201 è molto compatto e può essere fissato ad una parete di un apparato in cui viene processato il materiale in polvere in modo molto semplice, effettuando un foro nella parete in corrispondenza dell'apertura 223 e fissando la flangia 202 alla parete, per esempio tramite saldatura

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo collegabile ad un ambiente in cui è processato un materiale scorrevole, comprendente una cavità di misura (5; 205) atta ad essere resa comunicante con detto ambiente per ricevere il materiale scorrevole, un sensore a microonde (4; 204) per misurare una proprietà del materiale scorrevole contenuto nella cavità di misura (5; 205), mezzi di scarico (11; 28) per reintrodurre il materiale scorrevole dalla cavità di misura (5; 205) in detto ambiente dopo che il sensore a microonde (4; 204) ha misurato detta proprietà.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, e comprendente inoltre mezzi di abilitazione (14; 214) per abilitare la misura della proprietà da parte del sensore a microonde (4; 204) quando il materiale scorrevole ha raggiunto un livello prefissato nella cavità di misura (5; 205).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, e comprendente inoltre mezzi convogliatori (7), particolarmente un convogliatore a coclea di ingresso, disposti all'interno di un condotto di ingresso (6) per convogliare il materiale scorrevole da detto ambiente nella cavità di misura (5).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui la cavità di misura (5) è interposta fra il condotto di ingresso (6) ed un condotto di uscita (10) dei mezzi di scarico (11), il condotto di ingresso (6) e il condotto di uscita (10) essendo ad esempio sostanzialmente paralleli l'uno all'altro.
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la cavità di misura (205) ha un'apertura singola (223) atta a sfociare in detto ambiente, cosicché il materiale scorrevole entri nella cavità di misura (205), ed esca dalla cavità di misura (205), attraverso detta apertura singola (223).
6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di scarico comprendono mezzi di movimentazione (11; 28) agenti sul materiale scorrevole per movimentare il materiale scorrevole dalla cavità di misura (5; 205) verso detto ambiente.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui i mezzi di movimentazione sono selezionati in un gruppo comprendente: un convogliatore a coclea di uscita (11), un convogliatore pneumatico, un elemento scorrevole (28) mobile nella cavità di misura (205) per spingere il materiale scorrevole verso detto ambiente.
8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sensore a microonde (4; 104) delimita almeno parzialmente la cavità di misura (5; 205) .
9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente inoltre mezzi di pulizia (16; 31) per rimuovere eventuali residui di materiale scorrevole dalla cavità di misura (5; 205).
10 Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui i mezzi di pulizia sono selezionati in un gruppo comprendente: un elemento erogatore (16) per erogare un gas pressurizzato nella cavità di misura (5), un elemento raschiatone (31) scorrevole a contatto con una superficie interna (27) della cavità di misura (205), una spazzola.
11. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sensore a microonde (4) comprende un risonatore a microonde cilindrico, una porta di ingresso (40) per permettere a un campo elettromagnetico di entrare nel risonatore a microonde, una porta di uscita (46) per permettere al campo elettromagnetico di uscire dal risonatore a microonde, alla porta di ingresso (40) essendo associato un dispositivo a spira e alla porta di uscita (46) essendo associato un dispositivo ad antenna .