ES2148784T5 - Una maquina de fracturacion. - Google Patents
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Abstract
SE PRESENTA UNA MAQUINA (1) QUE SIRVE PARA TRITURAR POR EJEMPLO BASURA DOMESTICA, NEVERAS, NEUMATICOS, MUEBLES, ALFOMBRAS, COLCHONES, CHATARRA, ESCOMBROS Y MATERIALES SIMILARES. LA MAQUINA TIENE UN TUNEL (2) PARA ACOMODAR EL DESECHO, UNA SUPERFICIE DE CORTE (4) SITUADA EN EL FONDO DEL TUNEL CON AL MENOS UN CONJUNTO DE CUCHILLAS FIJAS Y PARALELAS ENTRE SI (9A,B) QUE ESTAN MUTUAMENTE SEPARADAS POR ABERTURAS (10A,B) A TRAVES DE LA SUPERFICIE, AL MENOS UN EJE GIRATORIO (5A, B) DE UNA UNIDAD DE IMPULSION (7), EL EJE SE COLOCA POR ENCIMA DE LA SUPERFICIE DE CORTE EN UNA DIRECCION QUE SE EXTIENDE PERPENDICULAR A LAS CUCHILLAS INFERIORES, Y UN NUMERO DE CUCHILLAS SUPERIORES EN FORMA DE DISCO (8A, B) FIJADAS AL EJE, CADA UNA DE LAS CUALES ESTA PROVISTA DE UN NUMERO DE DIENTES (13A, B) Y QUE SE EXTIENDEN PARCIALMENTE HACIA ABAJO HACIA EL INTERIOR DE LAS ABERTURAS DE LA SUPERFICIE. LAS CUCHILLAS INFERIORES SE MUEVEN EN UNA DIRECCION QUE INTERSECTA EL EJE GEOMETRICO (18) DEL EJE O UN AREA ALREDEDOR DEESTE. DE ESTA FORMA SE OBTIENE QUE LOS DIENTES DE LAS CUCHILLAS SUPERIORES FORMEN UN ANGULO DE ACCION DE ALREDEDOR DE 90°, Y LAS FUERZAS QUE EJERCEN NO TENDRAN COMPONENTES SUBSTANCIALES EN LA DIRECCION RADIAL DE LAS CUCHILLAS SUPERIORES Y A LO LARGO DE LAS CUCHILLAS INFERIORES. LA VENTAJA DE ESTA CONSTRUCCION ES QUE LA MAQUINA ES CAPAZ DE LLEVAR A CABO DE FORMA SEGURA, RAPIDA Y EFICIENTE UN PROCESO DE TRITURADO CON UNA UTILIZACION OPTIMA DE LA ENERGIA SUMINISTRADA, Y QUE DADA LAS DIMENSIONES DE LA MAQUINA TIENE UNA CAPACIDAD MAYOR QUE LA QUE SE OBTENIA HASTA AHORA.
Description
Una máquina de fracturación.
La invención se refiere a una máquina del tipo
de las que sirven a los efectos de fracturación para, por ejemplo,
basura doméstica, neumáticos, mobiliario, alfombras, colchones,
troncos, maderamen de demolición, y materiales similares, y la cual
comprende una tolva para albergar los residuos, una mesa de corte
colocada en la parte inferior de la tolva provista de al menos un
juego de cuchillas inferiores paralelas, fijas, las cuales están
separadas mutuamente por aberturas a través de la mesa, al menos un
árbol giratorio de una unidad motriz, cuyo árbol se sitúa por
encima de la mesa de corte en una dirección que se extiende
perpendicular a las cuchillas inferiores, y un número de cuchillas
superiores, en forma de disco, fijadas al árbol, cada una de cuyas
cuchillas está dotada de un número de dientes y se extiende
parcialmente hacia abajo, hacia cada una de las aberturas de la
mesa, con lo que cada abertura es más ancha que la cuchilla superior
asociada, la cual está situada, además, cerca de una de las
cuchillas inferiores en la abertura asociada.
Los materiales nombrados en lo que antecede
tienen, con frecuencia, un tamaño considerable, y por tanto, habrán
de ser partidos en piezas más pequeñas, es decir, fracturados con el
fin de que no ocupen un espacio innecesario durante el transporte,
y por deposición o compostaje. Esto mismo se aplica a los materiales
que han de ser reciclados, por ejemplo, las piezas más grandes de
plástico de los coches para chatarra. Los materiales que han de ser
quemados, han de ser igualmente fracturados con el fin de hacer que
resulte posible, en la práctica, manipular los materiales en una
planta de combustión moderna, y obtener una combustión
satisfactoria.
Mediante la patente danesa nº 169378 del mismo
solicitante, incorporada a la presente solicitud como referencia,
se conoce una máquina de fracturación de materiales de este tipo.
Esta máquina posee dos cuchillas superiores, y la mesa de corte,
con las cuchillas inferiores, se extiende horizontalmente, algo por
debajo de los árboles. Las aberturas de la mesa de corte son más
anchas que las cuchillas superiores, y cada cuchilla superior se
sitúa en las proximidades de una de las cuchillas inferiores en la
abertura asociada. Con ello, se deja una parte libre de la abertura
entre la cuchilla superior y la segunda de las cuchillas inferiores
de la abertura.
Cuando la máquina está en funcionamiento, y una
pieza de material ha sido agarrada por los dientes de una de las
cuchillas superiores giratorias, la pieza de material es presionada
hacia abajo, hacia las dos cuchillas inferiores de la abertura, y
es comprimida para cortarla mediante, en especial, la cuchilla
inferior que colinda con la cuchilla superior. Al mismo tiempo, sin
embargo, la pieza de material es comprimida para ser deformada por
doblado y rotura o desgarro, puesto que la pieza de material se
extiende libremente sobre la abertura, entre las dos cuchillas.
Debido a la configuración de la máquina, con la
mesa de corte situada por debajo de los árboles, una superficie
cilíndrica, que contiene la periferia de una cuchilla superior,
intersectará con un plano que contiene las cuchillas inferiores
asociadas, en ángulo agudo, que forma el ángulo de ataque de los
dientes en relación con las cuchillas inferiores.
Este ángulo agudo de ataque, da como resultado
el hecho de que los dientes son comprimidos tanto por fuerzas
tangenciales como radiales. La reacción de las fuerzas radiales, no
contribuye, o contribuye solamente en una pequeña proporción, a la
fracturación del material, debido a que son principalmente los
flancos de los dientes los que transfieren las fuerzas dirigidas
radialmente al material, y no sus puntas.
Las fuerzas radiales fuerzan los dientes para
que se doblen, y los dientes habrán de estar, por tanto,
dimensionados, para que estén capacitados para absorber este
esfuerzo desfavorable de las fuerzas, incluso si el efecto útil de
las fuerzas radiales así obtenido está, por otra parte, limitado.
Los otros componentes de la máquina, tales como los árboles y los
rodamientos, habrán de estar dimensionados para absorber las fuerzas
radiales, y por lo tanto, la máquina completa tendrá que estar
sobredimensionada en relación con la salida que la misma está
realmente en condiciones de proporcionar.
Incluso aunque el trabajo que las fuerzas
radiales están llevando a cabo, cuando la máquina está en
funcionamiento, sea tal que solamente esté en condiciones de
contribuir en un grado más pequeño a la fracturación del material,
el trabajo requerirá, no obstante, el suministro de energía que, sin
embargo, será desaprovechada en gran medida. La máquina funcionará,
por tanto, con una efectividad bastante baja.
El esfuerzo tangencial de las fuerzas de los
dientes tiene, debido al ángulo agudo de ataque, una componente
transversal a las cuchillas inferiores, y una segunda componente a
lo largo de éstas. La componente transversal es eficaz en el
proceso de fracturación, mientras que éste se encuentra lejos de ser
el caso con la componente longitudinal, la cual, por el contrario,
está inclinada para empujar el material a lo largo de las cuchillas
inferiores. Con ello, la capacidad de las máquinas para estar en
condiciones de fracturar, de forma segura y eficaz, los materiales,
está limitada, y además, el proceso consumirá con frecuencia un
tiempo considerable, puesto que los intentos por romper el material
habrán de ser repetidos, con frecuencia, varias veces, ya que la
dirección de rotación de las cuchillas superiores se invierte en
primer lugar, y después de ello, todo comienza de nuevo.
Además, la patente EP nº 0412004 describe una
máquina para fracturar materiales tales como jeringas o frascos,
hechos de vidrio.
Las cuchillas superiores de dicha máquina no
tienen, sin embargo, ningún diente en forma de cuña, sino que
están, por el contrario, configurados a modo de estrella, con brazos
que convergen radialmente hacia el exterior. Por lo tanto, las
cuchillas superiores no están capacitadas para agarrar y mantener el
material durante el proceso de fracturación, y los brazos estarán
por tanto inclinados para empujar el material hacia afuera sobre la
mesa de corte en vez de agarrar y mantener el material sobre el
lugar de fracturación de la mesa.
Además, las cuchillas superiores no están
situadas cerca de las cuchillas inferiores a un lado de las
aberturas de la mesa de corte, y la máquina conocida no proporciona
por tanto ninguna posibilidad de cortar materiales tales como, por
ejemplo, cauchos en piezas más pequeñas.
Según se sitúan las cuchillas superiores de la
máquina conocida en mitad de las aberturas de la mesa de corte, las
cuchillas no pueden ya romper ningún material.
De este modo, la máquina conocida por la patente
EP nº 0412004 no está en condiciones de cortar, fracturar y romper,
materiales del tipo relacionado en el párrafo de introducción. La
máquina no está construida para manejar tales operaciones, y es de
otra clase.
El objeto de la invención consiste en
proporcionar una máquina del tipo mencionado en el párrafo de
introducción, que esté capacitada para llevar a cabo, de forma
precisa, rápida y eficaz, un proceso de fracturación, en
condiciones de aprovechamiento óptimo de la energía suministrada, y
con las dimensiones dadas, que tenga una mayor capacidad que lo
conocido hasta ahora. Este problema se soluciona mediante la porción
caracterizadora de la reivindicación 1.
Lo nuevo y único que se obtiene por tanto de
acuerdo con la invención, consiste en que las cuchillas inferiores
están extendidas en una dirección que intersecta con el eje del
árbol o con un área en torno a éste, con lo que los dientes de las
cuchillas superiores formarán un ángulo de ataque de aproximadamente
90º, y el esfuerzo de las fuerzas, llevado a cabo por éstas, no
tiene ninguna componente sustancial en la dirección radial de las
cuchillas superiores y a lo largo de las cuchillas inferiores. Con
ello, las desventajas y los inconvenientes mencionados en lo que
antecede de la máquina conocida a partir de la patente DK nº 169378
quedan eliminados.
La dirección de las cuchillas inferiores puede
intersectar, mediante una realización conveniente, con el eje del
árbol, pero la máquina puede operar también, con resultados
excelentes, con otras direcciones, que pueden ser estipuladas, de
forma más específica, por el hecho de que cada cuchilla inferior
forma un ángulo de entre 0º y 30º, con preferencia entre 0º y 15º,
y especialmente entre 0º y 5º, con un plano que contiene al eje del
árbol y al extremo externo de la cuchilla inferior situado de forma
opuesta al árbol.
Con el fin de dar a la máquina la mayor
capacidad posible, un conjunto de cuchillas inferiores se disponen
a cada lado de un árbol, con lo que los dos conjuntos de cuchillas,
dos a dos, pueden formar una V, una V invertida, o estar a ras cada
una con la otra.
Cuando existen varios árboles, de los que cada
uno de ellos dispone de un conjunto de cuchillas inferiores a cada
lado, estos dos conjuntos de cuchillas inferiores pueden estar
dispuestos con las cuchillas, dos a dos, a ras cada una con la
otra, y formando configuraciones ventajosas con el conjunto
adyacente de cuchillas inferiores en forma de V o de V invertida, o
las mismas pueden estar justo a ras con las cuchillas inferiores
contiguas.
En el último caso mencionado, las cuchillas
inferiores enrasadas pueden formar, además, un ángulo con el plano
horizontal, con lo que un plano a través del eje de los árboles se
inclinará hacia abajo, transversalmente a los árboles. Por medio de
esta construcción, la máquina puede en sí misma retirar los
materiales que la misma no esté en condiciones de fracturar debido,
por ejemplo, al tamaño y/o a la naturaleza del material. Esto tiene
lugar invirtiendo los árboles, de modo que todos los dientes de las
cuchillas superiores, al estar en su posición superior en un
momento dado, se moverán en la misma dirección según sea la
dirección de inclinación, con lo que los materiales no elaborables,
que podrían encontrarse apoyando sobre las cuchillas superiores,
son impulsados fuera de la máquina en esta dirección, parcialmente
con la ayuda de la gravedad. De esta forma, la máquina de
fracturación será, en esta realización, auto-vaciadora.
fracturación será, en esta realización, auto-vaciadora.
Un buen efecto de fracturación se obtiene cuando
al menos algunas de las cuchillas se sitúan a diferentes niveles.
Con ello, el material se extenderá libremente sobre al menos dos
aberturas, con lo que el mismo puede ser doblado y roto o
desgarrado más fácilmente.
Mediante una realización simple y económica, las
cuchillas inferiores pueden ser rectas. Cuando las mismas son
arqueadas o están dotadas de un borde cortante ondulado, se
necesitará menos potencia para cortar el material en comparación
con las cuchillas rectas.
Además de tener un borde cortante en el lado
superior, las cuchillas pueden estar también dotadas, con grandes
ventajas de un borde cortante en el lado inferior, de modo que los
materiales, que han caído desde arriba hacia abajo a través de una
abertura, pueden ser cortados cuando los dientes, durante la
rotación, están haciendo pasar las cuchillas inferiores asociadas
en dirección ascendente.
Cuando las cuchillas inferiores tienen dirección
hacia el eje de los árboles o hacia un área alrededor de éste, no
pueden, según se conoce a partir de la máquina de la patente DK nº
169378, ser ensambladas inmediatamente extremo con extremo.
Mediante una realización conveniente, los extremos internos de las
cuchillas inferiores en dos de las cuchillas, se sitúan por cada
uno de los lados de un árbol, en un conjunto de cuchillas
inferiores, en vez de estar conectados a un puente por debajo del
árbol en cuestión.
La invención se va a explicar ahora de manera
más completa mediante la descripción de realizaciones que sigue,
las cuales sirven justamente como ejemplo, con referencia al dibujo,
en el que:
La figura 1 muestra una máquina de acuerdo con
la invención, vista desde arriba;
La figura 2 muestra la misma máquina, vista en
sección desde el lateral;
La figura 3 muestra, a mayor escala, la misma
máquina, vista en sección desde el extremo;
La figura 4 muestra, vista en perspectiva, una
sección transversal de la máquina mostrada en las figuras
1-3;
La figura 5 muestra una variante de la máquina
mostrada en las figuras 1-4, con un único árbol;
La figura 6 muestra, esquemáticamente, una
primera realización de una máquina de acuerdo con la invención, con
un único árbol;
La figura 7 muestra, esquemáticamente, una
segunda realización de una máquina de acuerdo con la invención, con
un único árbol;
La figura 8 muestra, esquemáticamente, una
tercera realización de una máquina de acuerdo con la invención, con
un único árbol;
La figura 9 muestra, esquemáticamente, una
primera realización de una máquina de acuerdo con la invención, con
dos árboles;
La figura 10 muestra, esquemáticamente, una
primera realización de una máquina de acuerdo con la invención, con
tres árboles;
La figura 11 muestra, esquemáticamente, una
segunda realización de una máquina de acuerdo con la invención, con
tres árboles;
La figura 12 muestra, esquemáticamente, cómo se
sitúan los dientes de las cuchillas superiores cuando pasan las
cuchillas inferiores en una máquina convencional;
La figura 13 muestra, esquemáticamente, en una
primera realización, cómo se sitúan los dientes de las cuchillas
superiores cuando pasan las cuchillas inferiores en una máquina de
acuerdo con la invención;
La figura 14 muestra, esquemáticamente, en una
segunda realización, cómo se sitúan los dientes de las cuchillas
superiores cuando pasan las cuchillas inferiores en una máquina de
acuerdo con la invención;
La figura 15 muestra una realización con
cuchillas inferiores arqueadas; y
La figura 16 muestra una realización con
cuchillas inferiores onduladas.
En las figuras 1-3, una máquina
de acuerdo con la invención se ha designado en general mediante la
referencia numérica 1. La máquina comprende una gran tolva 2 que
sirve para albergar el material (no representado) que ha de ser
fracturado. La tolva está portada por un bastidor 3 de tipo
convencional, y se ha dotado, en su parte inferior, de una mesa 4
de corte con una elaboración, la cual será descrita posteriormente
en detalle. En la tolva, existen además dos árboles 5a,b
giratorios, los cuales están amuñonados en rodamientos 6, y pueden
hacerse girar por medio de motores 7 hidráulicos. Para cada árbol se
ha dispuesto, a una distancia mutua, un conjunto de cuchillas 8a,b
superiores en forma de disco, que mediante cooperación con cuchillas
9a,b inferiores, fijas, que están sujetas a la mesa 4 de corte,
fracturan el material de la tolva, cuando la máquina está en
funcionamiento. El material fracturado (no representado) cae a
través de aberturas 10 entre las cuchillas inferiores, sobre un
transportador 11, para retirar el material fracturado por la
máquina. El material fracturado es guiado, durante la caída, hacia
su posición sobre el transportador por medio de placas 12a,b de
guiado que se extienden en diagonal, por el interior, hacia el
transportador desde el lado inferior de la mesa de corte.
La figura 4 muestra, vista en fragmentos, en
perspectiva, de forma más clara, cómo se ha construido la
disposición de corte de la máquina. Según se puede apreciar, las
cuchillas 8a,b superiores están provistas de dientes 13 en forma de
cuña, para agarrar el material y, mediante su cooperación con las
cuchillas 9a,b inferiores, fracturar este material, cuando la
máquina está en funcionamiento. La configuración representada de los
dientes es sólo un ejemplo, y en la práctica, la configuración se
adapta al material que ha de ser fracturado. Las cuchillas
superiores están, además, desplazadas angularmente en relación de
cada una con la otra, de modo que las puntas 14 de los dientes, en
fila, serán colocadas según una línea de tornillo. Con ello, se
evitan las cargas de impacto que se producirían si todos los
dientes, en una fila, trabajaran con la carga completa al mismo
tiempo. No existe, por tanto, necesidad de piezas de máquina tan
pesadas y por tanto tan caras, por ejemplo los árboles, rodamientos
y motores hidráulicos, que las mismas deberían estar en condiciones
de absorber en caso de que cargas de gran impacto actúen
instantáneamente. La forma de tornillo tendrá, además, el efecto de
que la máquina tendrá un movimiento de trabajo firme y sosegado.
Cuando la máquina está en funcionamiento, los
dos árboles 5a,b están girando, con sus cuchillas 8a,b superiores
opuestas cada una a la otra, en la dirección de las flechas. El
material (no representado), con el que se ha llenado la tolva, será
tomado por los dientes 13a,b, y forzado en dirección descendente
hacia las cuchillas 9a,b inferiores, las cuales, junto con las
cuchillas superiores, llevarán el material al corte. Las aberturas
10a,b son más anchas que las cuchillas 8a,b superiores en forma de
disco, y el material que tiene mayor magnitud que la anchura de las
aberturas, quedará entonces suspendido libremente sobre la abertura
y por tanto será comprimido al mismo tiempo para su doblado y
quizás rotura, cuando el material ha sido cargado por medio de los
dientes de las cuchillas superiores. De este modo, el proceso de
fracturación en cuestión es un proceso combinado de fracturación,
en el que el material se somete tanto a acciones de corte como de
desgarro. El material fracturado caerá, como se ha dicho
anteriormente, a través de las aberturas 10a,b, hacia abajo, sobre
el transportador 11, el cual retira a continuación el material desde
el máquina.
La forma en que se llena la tolva, junto con la
naturaleza del material, pueden provocar que el material quede
empacado tan firmemente frente a, o por debajo de, las cuchillas
superiores, que las cuchillas no puedan superar la resistencia que
el material empacado ofrece para ser fracturado. La máquina se
agarrotará y será necesario redistribuir el material antes de que
el proceso de fracturación pueda continuar. Esta redistribución
tiene lugar invirtiendo, en primer lugar, uno o ambos árboles, y
después, iniciando todo de nuevo en un segundo intento por hacer
que las cuchillas superiores penetren en el material. A veces, puede
hacerse necesario repetir este proceso varias veces antes de que se
consiga eficazmente la fracturación del material. La redistribución
puede ser iniciada manualmente de acuerdo con las necesidades, o
automáticamente mediante presión de aceite de los motores
hidráulicos, cuando esta presión de aceite excede un nivel
predeterminado. El control de la máquina puede estar también
programado para iniciar el proceso de redistribución a intervalos
adecuados.
La figura 5 muestra una segunda realización 15
de la máquina de acuerdo con la invención. En este caso, la máquina
tiene solamente un árbol, pero en lo demás se ha construido de la
misma forma que la máquina con dos árboles mostrada en las figuras
1-4. Las partes similares se han indicado, por
tanto, con los mismos números de referencia. En la parte inferior
de la tolva 2 se ha dispuesto una mesa 16 de corte con cuchillas 17
inferiores fijas, las cuales forman un ángulo cada una con la
otra.
Esta configuración se ha mostrado
esquemáticamente en la figura 6, donde se puede apreciar que la
dirección de la cuchilla 17 inferior intersecta con el eje 18 del
árbol 5. Resulta obvio que los dientes 13, debido a este hecho,
estarán girando pasada la cuchilla 17 inferior en una dirección que
forma un ángulo de 90º con dicha cuchilla inferior, cuando la
máquina está en funcionamiento. Esto elimina, hasta un grado
sustancial, ventajosamente, la posibilidad de que las fuerzas, con
las que los dientes 13 de la cuchilla 8 superior atacan el
material, tengan componentes en la dirección radial de la cuchilla
superior y a lo largo de las cuchillas inferiores. Estas
componentes, que se producen en la máquina conocida a partir de la
patente DK nº 169378, tendrán el efecto de que la máquina tendrá
que estar sobredimensionada en comparación con su capacidad, y
tendrá que trabajar con un efecto útil bastante bajo. Una máquina de
acuerdo con la invención tendrá, por tanto, en comparación con una
máquina convencional de la misma capacidad, unos costes de
producción más bajos, y también los costes de consumo de energía
serán más bajos. La energía suministrada será utilizada con un
efecto de utilidad óptimo. A esto se puede añadir que la máquina
estará en condiciones más seguras y más eficaces, para fracturar el
material, cuando los dientes atacan el material directamente con un
ángulo de 90º en relación con las cuchillas inferiores en vez de,
desventajosamente, con un ángulo agudo.
La dirección de las cuchillas inferiores no
tiene que estar, de manera precisa, orientada directamente hacia el
eje del árbol con el fin de obtener dicho efecto ventajoso. Las
mismas pueden estar orientadas hacia un área alrededor del árbol,
por ejemplo un área situada algo por debajo del árbol. El material,
el cual va a ser fracturado, se extenderá siempre al principio algo
por encima de las cuchillas inferiores, y por consiguiente, el
ángulo de ataque de los dientes cambiará en consecuencia según
penetran los dientes en el material. Con una elección adecuada de
la inclinación en relación con el plano a través del eje del árbol y
de los extremos de las cuchillas inferiores opuestos al árbol, el
ángulo medio de ataque de los dientes puede ser ajustado a 90º.
Esto significa que, al principio, el ángulo de ataque será algo más
grande de 90º, y algo más pequeño al final. El cambio de ángulo en
la fracturación de una pieza de material, puede ser también ajustado
de tal modo que la desviación de 90º sea más grande al principio y
más pequeña al final, cuando la carga será normalmente más
grande.
Las cuchillas inferiores a cada lado del árbol,
pueden estar también dispuestas en forma regulada sobre las mesas
de corte, cada una de las cuales se dispone pivotablemente sobre un
árbol 19 que se extiende longitudinalmente por el lado externo de
la mesa de corte en cuestión. La inclinación de la mesa de corte, y
por tanto el ángulo de ataque de los dientes, pueden ser así
modificados de tal modo que sean, en todo momento, óptimos durante
el proceso de fracturación.
En la realización mostrada en fragmentos en la
figura 6, las cuchillas inferiores forman una V, la cual guía
adecuadamente el material hacia el centro de la tolva.
La figura 7 muestra, en fragmentos, una segunda
realización en la que los conjuntos de cuchillas inferiores forman
una V invertida. La ventaja de esta construcción consiste en que los
dientes tendrán un mayor alcance libre en la tolva para trabajar el
material.
La figura 8 muestra, finalmente, en fragmentos,
una tercera realización, en la que los conjuntos de cuchillas
inferiores están al mismo nivel. La construcción está, en parte,
entre las dos realizaciones mostradas en las figuras 6 y 7,
respectivamente.
La idea básica de la invención, con ángulos de
ataque de los dientes de alrededor de 90º, se ha ilustrado en las
figuras 6-8 con una máquina de un sólo árbol. Los
mismos ángulos ventajosos de ataque se pueden obtener, sin embargo,
como se muestra esquemáticamente en las figuras
9-11, con máquinas con un número diferente de
árboles.
La figura 9 muestra, en fragmentos, la misma
construcción que ya ha sido representada en detalle en las figuras
1-4. A cada lado del árbol 5a se ha situado un
conjunto de cuchillas 9a inferiores a ras de cada una con la otra.
También se ha situado, a cada lado del árbol 5b, un segundo conjunto
de cuchillas 9b inferiores a ras de cada una con la otra. El
conjunto de cuchillas 9a y 9b se extienden en la dirección de los
ejes 20a,b de los árboles 5a,b en cuestión, y forman además, cada
dos, una V cada una con la otra. Con ello se obtienen los mismos
efectos ventajosos que se han indicado anteriormente en relación con
la descripción de las realizaciones mostradas en las figuras
6-8 que tienen solamente un árbol. Utilizando dos
árboles resulta posible, sin embargo, incrementar la capacidad de
la máquina en comparación con una máquina similar con un sólo árbol.
La colaboración de las dos máquinas con la mesa de corte, conducirá
en sí misma a un doblamiento de la capacidad, pero a esto se puede
añadir que los dos árboles cooperan también mutuamente en el proceso
de fracturación, cuando los mismos giran en direcciones de rotación
tales que los dientes de las cuchillas superiores que se encuentran
en un momento dado en la parte superior, se moverán cada uno hacia
el otro. La capacidad resultante puede ser, por tanto, más de dos
veces mayor cuando se utilizan dos árboles en vez de uno sólo.
Se puede obtener una capacidad aún mayor, cuando
se utilizan, como se muestra en fragmentos en la figura 10, tres
árboles 21a,b,c con cuchillas superiores 23a,b,c. Conjuntos
enrasados de cuchillas 24a, 24b y 24c inferiores, se han situado a
cada lado de los árboles 21a, 21b y 21c. Los conjuntos de cuchillas
24a y 24b forman, cada dos, una V cada una con la otra, mientras
que los conjuntos de cuchillas 24b y 24c forman, cada dos, una V
invertida cada una con la otra. Esta máquina tiene una gran
capacidad y combina las ventajas que se han descrito en relación
con la descripción de las figuras 9 y 10. El material es guiado
entre las cuchillas 23a y 23b superiores por la V, la cual está
formada por los conjuntos de cuchillas 24a y 24b inferiores. La V
invertida, la cual está formada por los conjuntos de cuchillas 24b
y 24c inferiores, proporciona a los dientes de las cuchillas 23b y
23c superiores un alcance libre más grande para procesar el material
en esta parte de la tolva. Como consecuencia de las direcciones de
rotación de las cuchillas 23c superiores, estas cuchillas superiores
estarán inclinadas ventajosamente para empujar algo de material
hacia esa parte de la tolva, donde las cuchillas 23b superiores
están operando, donde después este material es procesado por las
cuchillas 23a,b superiores.
La máquina mostrada en fragmentos en la figura
11, está provista también de tres árboles 24a,b,c con ejes 25a,b,c
que, sin embargo, en este caso, están todos apoyando en un plano
diagonalmente inclinado. Además, las cuchillas 27a,b,c inferiores
están a ras cada una con la otra, en una dirección que es paralela
al plano que pasa a través de los ejes de los árboles.
A veces, se han encontrado objetos entre el
material que ha de ser fracturado, los cuales son tan fuertes que
la máquina no puede cortar o trocear estos objetos. En la figura se
ha mostrado un objeto de este tipo, el cual puede ser, por ejemplo,
un bloque cilíndrico, el cual se desea retirar ahora de la máquina.
Esto tiene lugar rectificando manualmente, o automáticamente, la
dirección de rotación de las cuchillas 26a,b,c superiores, de modo
que los dientes de las cuchillas superiores, que en un momento dado
se encuentran en la parte superior, según se ha representado
mediante las flechas, son todos llevados a que se mueven hacia la
dirección de inclinación. Las cuchillas superiores trabajarán
entonces a modo de un tipo de mesa de rodillos, donde los rodillos
son las cuchillas superiores impulsadas, las cuales impulsan ahora
por sí mismas al bloque cilíndrico hacia afuera de la máquina. Para
retirar, por ejemplo, un bloque cilíndrico de los otros materiales
de la máquina, mientras ésta se encuentra en funcionamiento,
existirá normalmente una dificultad y un funcionamiento con riesgo
extremo para el personal operativo. Por lo tanto, la máquina
tendría que ser detenida completamente, mientras se retira el
bloque cilíndrico, dando como resultado una pérdida de rendimiento
igual al tiempo de detención. Con la realización mostrada en la
figura 11, la máquina de fracturación proporciona, sin embargo, ser
auto-vaciada de forma automática.
La invención ha sido descrita en lo que antecede
y representada en los dibujos desde la presunción de que el
material era fracturado entre los dientes de las cuchillas
superiores y el lado superior de las cuchillas inferiores, o dicho
de otra manera, que las cuchillas inferiores deben tener solamente
bordes cortantes en la parte superior. De forma opuesta a una
máquina de fracturación convencional, la máquina de acuerdo con la
invención puede, sin embargo, dentro del alcance de la invención,
operar con bordes cortantes en la parte superior así como también
en la parte inferior. Esto se ha ilustrado, de una forma muy
esquemática, en las figuras 12-13.
En la figura 12 se aprecia, por tanto, en
fragmentos, una máquina convencional con un árbol 30, el cual posee
un eje 31, y al que se han fijado las cuchillas 29 superiores con
dientes 32. Las cuchillas 33 inferiores se sitúan algo por debajo
del árbol 30, y según se puede apreciar, esto da como resultado el
hecho de que los dientes 32 atacan al material desde la parte
superior con un desventajoso ángulo agudo, y en el mismo movimiento
encuentran a continuación la cuchilla inferior de la parte inferior
con un ángulo agudo tal que una operación de corte y desgarro sólo
se puede llevar a cabo con dificultad, o no se puede en
absoluto.
Las figuras 13 y 14 muestran, en fragmentos, una
máquina de acuerdo con la invención, dotada de un conjunto de
cuchillas inferiores, las cuales forman una V invertida y una V,
respectivamente. Las cuchillas 34 superiores se han fijado al árbol
35 que posee el eje 36. Las cuchillas 38 inferiores tienen dirección
hacia este eje, y según se puede apreciar, los dientes de las
cuchillas superiores pasarán por tanto, cuando giran, las cuchillas
inferiores formando ángulos, y siendo ambos de 90º. Dotando a las
cuchillas inferiores con bordes cortantes por ambos lados, el
material, que ha llegado bajo las cuchillas, tiene ahora
ventajosamente la posibilidad de ser cortado o troceado entre el
borde cortante del lado inferior de la cuchilla inferior y los
dientes de las cuchillas superiores cuando éstas pasan entre las
cuchillas inferiores.
La invención, además, se ha descrito y
representado en el dibujo con la presunción de que las cuchillas
inferiores eran rectas. Dentro del alcance de la invención, las
cuchillas pueden, no obstante, tener cualquier forma.
La figura 15 muestra así, de forma muy
esquemática, una realización con cuchillas 43 inferiores arqueadas.
Respecto a la cuchilla 39 superior, la cual se ha fijado al árbol 40
que posee el eje 41, se ha mostrado solamente un simple diente 42,
el cual ataca a un objeto 45, el cual ha de ser fracturado. La forma
arqueada de la cuchilla inferior tiene el efecto de que el objeto
45, en la situación representada, solamente descansa sobre la
cuchilla inferior con los extremos, cuya cuchilla inferior tendrá,
en consecuencia, una influencia sobre el objeto con esfuerzos de
corte parcial mucho más grandes que si el objeto estuviese soportado
por su longitud total. El corte tiene lugar, por tanto, de forma
progresiva hacia el centro desde los extremos del objeto, y por
tanto requiere un momento de entrada de la máquina más pequeño que
si la cuchilla fuese recta. Una ventaja similar puede obtenerse con
la realización que se ha mostrado esquemáticamente en la figura 16,
en la que la cuchilla 44 inferior tiene un borde de corte
ondulado.
Claims (13)
1. Una máquina (1) del tipo que sirve a los
efectos de fracturación de, por ejemplo, basura doméstica,
neumáticos, mobiliario, alfombras, colchones, troncos, maderamen de
demolición y materiales similares, y que comprende:
- una tolva (2) para albergar los desechos,
- una mesa (4) de corte colocada en la parte
inferior de la tolva (2), con al menos un conjunto de cuchillas
(9a,b) inferiores paralelas, fijas, que están mutuamente separadas
por aberturas (10a,b) a través de la mesa,
- al menos un árbol (5a,b) giratorio de una
unidad (7) motriz, cuyo árbol se sitúa por encima de la mesa (4) de
corte en una dirección que se extiende de forma perpendicular a las
cuchillas (9a,b) inferiores, y
- un número de cuchillas (8a,b) superiores en
forma de disco, fijadas al árbol, cada una de las cuales se ha
dotado de un número de dientes (13a,b) y se extiende parcialmente
hacia abajo, en cada una de las aberturas de la mesa, de modo que
cada abertura es más ancha que la cuchilla superior asociada que se
sitúa, además, en las proximidades de una de las cuchillas
inferiores de la abertura asociada;
que se caracteriza porque, a cada lado
del árbol, se ha dispuesto un conjunto de cuchillas inferiores,
porque las cuchillas inferiores se extienden en una dirección que
intersecta con el eje del árbol o un área alrededor de éste, y
porque cada cuchilla (9a,b) inferior forma un ángulo comprendido
entre 0º y 30º, con preferencia entre 0º y 15º, y especialmente
entre 0º y 5º, con un plano que contiene el eje del árbol y el
extremo externo de la cuchilla inferior situada de forma opuesta al
árbol.
2. Una máquina de acuerdo con la reivindicación
1, que se caracteriza porque las cuchillas (9a,b) inferiores
de los dos conjuntos de cuchillas inferiores situadas a cada lado
del árbol, forman una V de dos en dos.
3. Una máquina de acuerdo con la reivindicación
1, que se caracteriza porque las cuchillas (9a,b) inferiores
de los dos conjuntos de cuchillas inferiores situadas a cada lado
del árbol, forman una V invertida de dos en dos.
4. Una máquina de acuerdo con la reivindicación
1, 2 ó 3, que se caracteriza porque las cuchillas (9a,b)
inferiores de los dos conjuntos de cuchillas inferiores situadas a
cada uno de los lados del árbol, están enrasadas, de dos en dos,
cada una con la otra.
5. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-4, que se caracteriza
porque las cuchillas de los dos conjuntos de cuchillas (9a,b)
inferiores situadas a cada uno de los lados del árbol, están
enrasadas, de dos en dos, cada una con la otra en una dirección que
forma un ángulo respecto a un plano horizontal.
6. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-4, y existiendo al menos dos
árboles de cuchillas, que se caracteriza porque las
cuchillas (9a,b) inferiores de los dos conjuntos de cuchillas
inferiores situadas a cada uno de los lados de los árboles, están
enrasadas, de dos en dos, cada una con la otra, en una dirección
que forma un ángulo respecto a, al menos, las cuchillas inferiores
de uno de los conjuntos de cuchillas inferiores situadas a cada uno
de los lados del árbol o árboles contiguos.
7. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-6, y en el que existen al menos
dos árboles de cuchillas, que se caracteriza porque todas
las cuchillas (9a,b) inferiores asociadas a la mesa (4) de corte,
están enrasadas cada una con la otra, en la misma dirección, y
porque esta dirección forma un ángulo con respecto a un plano
horizontal.
8. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-7, que se caracteriza
porque cada cuchilla (9a,b) inferior posee un borde superior y uno
inferior de corte, respectivamente.
9. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-8, que se caracteriza
porque al menos algunas de las cuchillas se sitúan a niveles
diferentes.
10. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-9, que se caracteriza
porque las cuchillas inferiores son rectas.
11. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-9, que se caracteriza
porque al menos una de las cuchillas inferiores de un conjunto de
cuchillas se extiende en forma arqueada, diagonalmente respecto al
árbol de cuchillas asociado.
12. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-9, que se caracteriza
porque las cuchillas inferiores están dotadas de un borde cortante
ondulado por al menos un lado.
13. Una máquina de acuerdo con cada una de las
reivindicaciones 1-12, que se caracteriza
porque los extremos interiores del árbol de las cuchillas
inferiores en dos de las cuchillas, situadas a cada lado de un árbol
en un conjunto de cuchillas inferiores, se han conectado a un
puente por debajo del árbol.
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