ES2200559T3 - Excavadora de succion. - Google Patents

Abstract

Excavadora de succión según el principio de transporte de flujo delgado usada principalmente en la excavación del suelo en el campo de los sistemas de alimentación situados bajo tierra, que comprende - un aspirador radial (1) para generar el flujo de material aspirado (16) necesario, - una manguera de aspiración neumática (2) con una corona de succión integrada (19) para recibir con precisión el material aspirado (18), - un depósito basculante (17), en el que desemboca la manguera de aspiración neumática (2) y en el que se separa por gravitación el material aspirado (18) del flujo de aire (16), - cámaras de decantación (4) para decantar todas las partículas esenciales del flujo de aire (16) caracterizada porque los lugares de desvío del aire inferiores (14) de las cámaras de decantación (4) se encuentran cerca del centro de las cámaras, por lo que debajo de estos lugares de desvío del aire (14) se produce un espacio de decantación (4a) que ya no es atravesado por el aire aspirado y en el que el material ya decantado no puede ser arrastrado de nuevo, y en el que se logra el mayor volumen posible mediante un tabique de separación inferior (15) oblicuo.

Description

Excavadora de succión.

La invención se refiere a una excavadora de succión según el principio de transporte de flujo delgado. Estos vehículos se usan principalmente en las ciudades, en las obras públicas relacionadas con los conductos de alimentación introducidos bajo tierra.

El principio de succión aplicado garantiza una extracción sin daños de cualquier medio hasta una granulometría equivalente al diámetro de la manguera de succión (estándar 250 mm). Estas excavadoras de succión se caracterizan por comprender:

- un aspirador radial, que se usa para producir el flujo de aire de succión necesario,

- una manguera de aspiración neumática con una corona de aspiración integrada para recibir el material succionado,

- un depósito recolector para el almacenamiento intermedio del material de succión.

- una unidad de filtración dispuesta entre el recipiente recolector y el aspirador.

Este tipo de excavadora de succión se conoce por las patentes:

- Abstracts of Japan, Vol. 8, número (M-288) (1513), 9 de abril de 1984

- EP 0 368 129 B1

- EP 0 613983B1

Las zonas céntricas de las ciudades se caracterizan cada vez más por tener una creciente cantidad de conductos de alimentación situados bajo tierra. A esto se agrega el hecho de que los conductos de comunicación modernos son muy costosos y también muy delicados.

Por esa razón, los comitentes exigen a los contratistas de obras públicas la aplicación de métodos de extracción que no ocasionen daños (trabajo manual). Este trabajo manual carece totalmente de efectividad y resulta muy costoso por la elevada proporción de gastos salariales. Si los contratistas de obras públicas no aplican las disposiciones y emplean excavadoras hidráulicas en la zona de los sistemas de alimentación, aumenta mucho el riesgo de daños. Por eso, en los últimos años se emplean en mayor medida las llamadas excavadoras de succión para estos trabajos de obras públicas. Mediante un aspirador se genera una presión negativa, la cual, a su vez, genera una enorme cantidad de aire que actualmente alcanza hasta 25.000 m^{3}/h. En estos sistemas de aspiración se utiliza el denominado principio de aspiración de flujo delgado, es decir, que la cantidad del material aspirado es muy reducida en relación al volumen del medio de transporte requerido. Para estos sistemas de transporte no es decisiva la diferencia de presión, sino la capacidad de transporte del flujo rápido del aire. Sin embargo, estos volúmenes de aire tan grandes que fluyen rápidamente dificultan la separación del material aspirado del flujo de aire. Por las patentes antes mencionadas se conocen disposiciones de filtros de diferentes tipos. Con los prefiltros en forma de canales de flujo, como en la EP 0 613 983 B1, no se obtuvieron buenos resultados en la práctica. Debido al tipo de flujo de aire, la posición de los lugares de desvío, así como la longitud reducida de las vías de aire, los filtros finos posteriores soportan tanta carga que ni siquiera con dispositivos automáticos de limpieza puede mantenerse una aspiración continua.

La disposición de los lugares de desvío de aire próximos al fondo del canal de flujo produce un arrastre constante de las partículas allí depositadas al comienzo.

El material aspirado con humedad del suelo agrava decisivamente este problema, dado que estos materiales húmedos son los retenidos en primer lugar por la unidad de filtros finos. Debido al gran volumen de aire se produce aquí un secado muy rápido y la solidificación de la torta del filtro, lo que a su vez hace que los dispositivos de limpieza automáticos de aire comprimido no logren desprender estas partículas sólidas.

Otra dificultad que afecta a la limpieza permanente de los filtros finos en estos sistemas de aspiración, es la elevada velocidad del flujo de aire en estos filtros, principalmente en esta zona, debido al flujo de aspiración que, en gran parte, compensa el chorro de aire comprimido de acción contraria y lo neutraliza.

Otro aspecto dificultoso es la cantidad de calor relativamente elevada que se produce en la zona de la maquinaria, generado ante todo por la pérdida de potencia hidráulica. En la actualidad, se trata de compensar esta dificultad con costosos sistemas de refrigeración aceite/aire.

La invención se basa, por lo tanto, en la tarea de crear una excavadora de succión del tipo antes descrito que garantiza un prefiltrado notablemente superior, a causa del recorrido de aire, produce un secado notablemente superior de las partículas restantes y ofrece la posibilidad de desprender de modo efectivo y rápido el polvo residual retenido en los filtros finos y eliminar los mismos. Además, la invención debe asegurar una refrigeración efectiva, con un coste adecuado y un reducido consumo energético en la zona de la maquinaria.

Este objetivo se cumple según la invención por medio de las características de las reivindicaciones
1-9 y representadas en la figura 1.

El flujo de aire 16 "cargado" con material llega a través de la manguera de aspiración 2 al espacio colector 3. Debido a que aquí se calma la corriente de aire, se produce una decantación por gravitación de las partículas de mayor tamaño 11. Las partículas más livianas son arrastradas por el flujo de aire y llegan a las cámaras de decantación 4.

En estas cámaras de decantación 4, el flujo de aire 16 es desviado varias veces en ángulos de 180°. Sin embargo, estos lugares de desvío 14 no se encuentran próximos al suelo, sino cerca del centro de estas cámaras de decantación 4. Esto presenta la ventaja esencial de que, por debajo de estos lugares de desvío 14, se produce un espacio de decantación 4a relativamente grande, al que ya no le afecta el flujo de aire 16. Las partículas decantadas aquí, ya no pueden ser arrastradas por el flujo de aire 16. Con el fin de darle el mayor volumen posible a este espacio de decantación 4a, en una forma de realización ventajosa de la invención, el tabique de separación inferior 15 de la cámara de decantación 4a no se dispone de forma vertical, sino oblicua.

Otra característica importante para aumentar el índice de decantación es un aumento de la velocidad 5 del flujo de aire 16 previsto poco antes del lugar de desvío 14. Este aumento de la velocidad 5 confiere una mayor energía cinética a las partículas que se encuentran en el aire de aspiración, lo que a su vez produce una mayor inercia y por lo tanto un mayor índice de decantación. Este aumento de la velocidad 5 se realiza conforme a una disposición ventajosa de la invención, mediante una reducción de la sección transversal 5 ubicada en el lugar de desvío del flujo de aire aspirado 16, la cual no se produce de forma abrupta sino progresiva. Mediante esta forma de realización preferida, las partículas que se encuentran en el flujo de aire 16 no sólo reciben una mayor energía, sino también un impulso de acción contrario al sentido del flujo en el lugar de desvío 14, lo que aumenta considerablemente el índice de decantación.

Existen varias cámaras de decantación 4 dispuestas de forma sucesiva, lo que asegura una extracción de todas las partículas esenciales del aire aspirado. Con el fin de lograr un efecto de secado lo más elevado posible de las partículas que se encuentran en el flujo de aire 16, se ha optado por recorridos largos del aire.

En una forma de realización ventajosa de la invención se prevé que la primera cámara de decantación 4 se ubique en la parte posterior del depósito basculante, las demás en la parte anterior, inmediatamente antes de la unidad de filtros finos 7. Una realización preferida se caracteriza porque se instalan dos cámaras de decantación 4, una en la parte posterior y una en la anterior del depósito basculante 17 unidas entre sí a través de canales de flujo 6 ubicados en la cubierta 12. Estos recorridos largos del flujo ocasionan un alto secado de las partículas acarreadas y evitan la solidificación en los filtros finos 7.

Debido al reducido peso del polvillo fino y por consiguiente a su baja inercia en los múltiples desvíos de aire, éste podrá seguir en el flujo de aire 16 del que será separado en los filtros finos 7. Estos filtros finos 7 se componen, preferiblemente, de cartuchos de filtro dispuestos de modo vertical. Con el fin de mantener lo más reducida posible la velocidad del flujo contra estos cartuchos de filtro, en una forma de realización ventajosa de la invención, el último tabique separador 8 se dispone de modo permeable al aire. Esta forma de realización genera una notable ampliación de la superficie del flujo y por lo tanto velocidades de flujo inferiores, lo que mejora en gran medida el rendimiento de limpieza de estos cartuchos de filtro. Las partículas desprendidas de los filtros finos 7 por el dispositivo de limpieza de aire comprimido 9 se depositan en el fondo de la unidad de filtros finos 7. Mediante la integración de las cámaras de decantación 4 y los filtros finos completos 7 en el depósito basculante 17, según una forma de realización ventajosa, no sólo se consigue en cada proceso de volcado un vaciado total del espacio colector 3, sino también de las cámaras de decantación 4 y de los filtros finos 7. Así puede reducirse drásticamente el coste de limpieza.

El problema de la refrigeración de la zona de la maquinaria 13 se soluciona de forma beneficiosa

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desde el punto de vista energético, según una forma de realización ventajosa de la invención, mediante el aprovechamiento del denominado efecto Venturi. El flujo de aire de succión sale del aspirador 1 por el lado de la presión a una velocidad muy elevada. Inmediatamente al lado de la salida del aire, se dispone en un ángulo cerrado una entrada de aire tubular 10 abierta hacia la zona de la maquinaria 13. La parte abierta termina inmediatamente al lado de la mayor fuente de calor de la zona de la maquinaria 13. El aire, que sale del aspirador 1 a una elevada velocidad, genera una presión negativa en la entrada de aire 10 colocada en ángulo agudo, lo que a su vez produce una aspiración del aire caliente de la zona de la maquinaria 13. Una válvula de retención 10a evita la entrada no deseada del aire de succión en la zona de la maquinaria 13. A través de esta forma de realización ventajosa es posible lograr un efecto refrigerante suficiente en la zona de la maquinaria 13 sin un coste de energía adicional.

Lista de referencias

1

aspirador

2

manguera de aspiración

3

espacio colector

4

cámara de decantación

4a

espacio de decantación

5

aumento de la velocidad (reducción de la sección transversal)

6

canales de flujo

7

filtros finos

8

último tabique separador

9

limpieza automática

10

conexión de aire

10a

válvula de retención

11

partículas de mayor tamaño

12

cubierta

13

zona de la maquinaria

14

lugar de desvío del aire

15

tabique de separación inferior

16

flujo de aire

17

depósito basculante

18

material aspirado

19

corona de succión

Claims (9)

1. Excavadora de succión según el principio de transporte de flujo delgado usada principalmente en la excavación del suelo en el campo de los sistemas de alimentación situados bajo tierra, que comprende

- un aspirador radial (1) para generar el flujo de material aspirado (16) necesario,

- una manguera de aspiración neumática (2) con una corona de succión integrada (19) para recibir con precisión el material aspirado (18),

- un depósito basculante (17), en el que desemboca la manguera de aspiración neumática (2) y en el que se separa por gravitación el material aspirado (18) del flujo de aire (16),

- cámaras de decantación (4) para decantar todas las partículas esenciales del flujo de aire (16) caracterizada porque los lugares de desvío del aire inferiores (14) de las cámaras de decantación (4) se encuentran cerca del centro de las cámaras, por lo que debajo de estos lugares de desvío del aire (14) se produce un espacio de decantación (4a) que ya no es atravesado por el aire aspirado y en el que el material ya decantado no puede ser arrastrado de nuevo, y en el que se logra el mayor volumen posible mediante un tabique de separación inferior (15) oblicuo.

2. Excavadora de succión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque inmediatamente antes de los lugares de desvío del aire inferiores (14) en las cámaras de decantación (4) se produce un aumento continuo de la velocidad (5) mediante una reducción de la sección transversal a lo largo de todo el ancho del canal de flujo.

3. Excavadora de succión de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque las cámaras de decantación (4) se disponen en la parte posterior y anterior del depósito basculante.

4. Excavadora de succión de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizada porque en la parte anterior del depósito basculante se integra la unidad de filtros finos (7), los cuales se componen de varios cartuchos de filtro.

5. Excavadora de succión de acuerdo con las reivindicaciones 1, 3 y 4, caracterizada porque debido a la integración del espacio colector (3), las cámaras de decantación (4) y la unidad de filtros finos (7) en el depósito basculante, se logra, en cada proceso de volcado, un vaciado completo de todo el material depositado.

6. Excavadora de succión de acuerdo con las reivindicaciones 1, 4 y 5, caracterizada porque el último tabique separador (8) previo a los filtros finos (7) en el sentido del flujo, se dispone de forma permeable al aire, y por lo tanto no sólo se produce un flujo vertical sino también horizontal, reduciéndose notablemente la velocidad del flujo.

7. Excavadora de succión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque se utiliza el flujo de aire de succión para la ventilación y refrigeración de la zona de la maquinaria (13).

8. Excavadora de succión de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 7, caracterizada porque la ventilación de la zona de la maquinaria se realiza a través de una conexión de ventilación (10) con una válvula de retención (10a), que se sitúa en la salida de presión del aspirador (1), orientada en ángulo agudo hacia el
sentido del flujo y abierta hacia la zona de la maquinaria (13).

9. Excavadora de succión de acuerdo con las reivindicaciones 1, 7 y 8, caracterizada porque la abertura libre de esta conexión de ventilación abierta (10) se sitúa en la proximidad de la mayor fuente de calor de la zona de la maquinaria (13).