ES2282545T3 - Serie constructiva de trituradoras. - Google Patents
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Abstract
Serie constructiva de trituradoras cónicas consistente en diferentes trituradoras cónicas, comprendiendo cada trituradora cónica una herramienta (4, 4'') trituradora de altura predefinible configurada aproximadamente de forma troncocónica montada en un eje (3) de trituradora dispuesta en una caja (2), teniendo dicha herramienta trituradora una altura predefinible, una geometría predefinible así como un diámetro predefinible y estando dicha herramienta trituradora rodeada por una envolvente (5, 5'') trituradora configurada de forma aproximadamente troncocónica de altura constructiva predefinible, de geometría predefinible así como de diámetro predefinible, formándose una cámara (6, 6'') de trituración, caracterizada porque, en el caso de grandes tamaños de una serie constructiva, el diámetro de la trituradora aumenta, pero la altura (h) constructiva de la cámara (6'') de trituración se configura de modo sensiblemente igual, independientemente del diámetro de la herramienta (4'') trituradora así como de la envolvente (5'') trituradora, contemplada en toda una serie constructiva definida por los escalones de capacidad, es decir, aproximadamente igual a la altura (h) constructiva de la menor trituradora.
Description
Serie constructiva de trituradoras.
El invento se refiere a una serie constructiva
de trituradoras cónicas compuesta de diversas trituradoras cónicas,
conteniendo cada trituradora cónica una herramienta trituradora
configurada de forma sensiblemente troncocónica montada en un eje
de la trituradora previsto dentro de una carcasa, siendo dicha
herramienta trituradora de altura predefinible, de geometría
predefinible así como de diámetro predefinible, y estando rodeada
de una envolvente trituradora configurada aproximadamente de forma
troncocónica, dispuesta en el interior de la carcasa, de altura
predefinible, de geometría predefinible así como de diámetro
predetefinible formando una cámara de trituradora.
Las trituradoras cónicas cuentan desde hace
muchos decenios entre el estado actual de la técnica y se definen
como máquinas, que fragmentan el material de carga en particular
bajo presión entre un cono triturador, movido excéntricamente en el
interior de una envolvente trituradora, y la superficie interior de
la envolvente trituradora. El eje de la herramienta trituradora
está inclinado con respecto al de la envolvente trituradora, de tal
modo que la herramienta trituradora realice un movimiento de
bamboleo. En la utilización práctica, se distinguen trituradoras
cónicas gruesas, medias y finas, que se dimensionan para
granulometrías de carga predefinibles en relación con la
configuración de la cámara de trituración.
Las trituradoras gruesas y medias se utilizan de
forma múltiple para la fragmentación mecánica continua en la
preparación de minerales y de rocas naturales, la mayor parte de las
veces como segunda o tercera etapa de trituración. Las trituradoras
cónicas finas se encuentran en la fragmentación, frecuentemente
detrás de la fragmentación primaria, como tercera o cuarta etapa de
trituración tanto en preparación de minerales, como también en la
industria de las rocas naturales para la fabricación de materiales
de construcción a granel de alto valor cualitativo. Contempladas a
lo largo de los decenios, las trituradoras cónicas se concibieron
siempre con mayores rendimientos en capacidad, donde, basándose en
los modelos precursores de menor rendimiento en capacidad, se
provocó una ampliación simultánea más o menos a escala en cada caso:
de diámetro y altura constructiva de la herramienta trituradora así
como de la envolvente trituradora circundante. De ello resultaron
máquinas de altura constructiva relativamente mayor, lo que después
de todo se hizo notar por mayores pesos de las máquinas y, por
consiguiente, fueron acompañados por costes crecientes. Las
investigaciones prácticas han mostrado que, en especial en el caso
de mayores alturas constructivas, se da lugar a problemas de
compactación del material de carga a triturar, lo que se traduce no
sólo desventajosamente en el grano final, sino que, en especial,
limita, por un lado, la capacidad y, por otro lado, da lugar a
cargas mecánicas extremas de toda la máquina.
Se tratan a continuación, a modo de ejemplo,
algunas notas bibliográficas para el estado general de la
técnica.
Del documento DE-A 2 502 026 se
puede deducir una trituradora rotatoria fina de baja altura
constructiva con un eje de trituradora, que está apoyado con una
sección recta inferior en una pieza asociada de la carcasa y que
tiene una sección superior acodada, en la cual está apoyado
giratoriamente el cono triturador mediante rodamientos, estando
apoyado el cono triturador por su cara inferior por medio de un
cojinete de empuje esférico unido rígidamente con él. En este caso,
se ha citado únicamente una trituradora cónica dimensionada para un
campo de aplicación determinado, cuyo tipo de construcción no se
puede transferir a otras tamaños o bien a otros rendimientos en
capacidad.
En el documento WO-A 93/24235,
se describe una trituradora cónica, que comprende una herramienta
trituradora configurada cónicamente, que está apoyada sobre un eje
que realiza un movimiento de bamboleo, estando rodeada la
herramienta trituradora por una envolvente trituradora realizada
asimismo cónicamente y formando una cámara trituradora. Tampoco
existen, en este caso, datos sobre tamaños y rendimientos en
capacidad de orden superior.
Por el documento GB 647 793 A, se conoce una
trituradora cónica, que es menor y más ligera y que presenta
también costes operativos bajos.
El propósito del objeto del invento es concebir
las tamaños de una serie constructiva de trituradoras mayores
competentes para mayores capacidades partiendo, de modo diferente
que como hasta ahora, de que las mayores capacidades se pueden
conseguir con máquinas menores, más ligeras y económicas con
respecto a las actuales, sin aumentar, para ello, el esfuerzo de
las máquinas, o sin modificar los parámetros del procedimiento del
proceso de trituración (fuerza trituradora o velocidad de bamboleo o
bien carrera de bamboleo).
Se consigue este propósito por que en los
tamaños mayores de una serie constructiva se aumente el diámetro de
la trituradora, pero se configure sensiblemente igual la altura
constructiva de la cámara de trituración independientemente del
diámetro de la herramienta trituradora así como de la envolvente
trituradora, es decir, aproximadamente igual a la altura
constructiva de la menor de trituradora de la serie constructiva,
vista en toda una serie constructiva determinada por los grados de
capacidad.
Perfeccionamientos ventajosos del objeto del
invento se deducen de las reivindicaciones subordinadas.
El objeto del invento rompe con la tradición
habitual de la adecuación permanente de los diámetros y las alturas
de las cámaras de trituración y se aprovecha del conocimiento de que
la capacidad, a igual esbeltez mecánica de la hendidura de
trituración, no se aumenta por adaptación proporcional de la altura
de la cámara de trituración. Con altura axial creciente de la
cámara de trituración y mantenidos constantes los diámetros de
entrada y salida de hendidura de trituración, crece, por el
contrario (a causa del aumento de la esbeltez mecánica de la
hendidura), la tendencia a obstrucciones y disminución de capacidad.
Únicamente el diámetro del cono y la forma de la herramienta
trituradora tienen, por consiguiente, influencia en la
capacidad.
Según ello, es posible ahora, dentro de las
series constructivas de trituradoras cónicas, dotarlas de diferentes
diámetros del cono de la herramienta trituradora así como de la
envolvente trituradora que la rodea, pero manteniéndolas
sensiblemente iguales en relación con la altura constructiva de la
cámara de trituración.
En el caso de que el punto de obstrucción de la
trituradora se encuentre sensiblemente en el extremo inferior de la
cámara de trituración y las propiedades del material de carga, en
especial la máxima granulometría y la distribución granulométrica,
sean sensiblemente constantes, se puede traspasar directamente, por
este motivo, la altura de la cámara de trituración de la
trituradora de menor tamaño a las de mayores tamaños dentro una
serie constructiva. De ello resulta para los mayores tamaños de una
serie constructiva una reducción sensible tanto de la altura
constructiva total de la trituradora, como también del peso de la
máquina, lo que también se refleja finalmente en unos menores
costes.
Las herramientas trituradoras para trituradoras
de mayores tamaños si bien tienen mayores diámetros de cono y, por
consiguiente, mayores pesos, la distancia entre el centro de
gravedad del cono triturador y el punto de apoyo o bien los puntos
de apoyo del eje de la trituradora, incluso con tamaños de
trituradora crecientes, queda, sin embargo, sensiblemente igual o
bien sólo crece insignificantemente, a causa de la altura de cono
constante propuesta. Esto repercute nuevamente de forma ventajosa
sobre la solicitación del eje y de los apoyos y sobre el
funcionamiento de las trituradoras mayores de la serie constructiva.
Eje de trituradora y puntos de apoyo también se pueden hacer, por
ello, más débiles y económicos que hasta ahora en las trituradoras
mayores de la serie constructiva.
Puesto que las trituradoras cónicas de este tipo
constructivo no contienen universalmente tejuelo superior, se puede
realizar además una carrera mayor del eje de la trituradora.
Con el propósito del invento se puede aumentar
la capacidad de las trituradoras en situación de obstrucción en el
extremo inferior de la hendidura de trituración, en especial, en
función del diámetro del cono triturador y, precisamente, de tal
modo que la capacidad aumente con el diámetro del cono triturador.
En el estado actual de la técnica, no se aumentó definitivamente, en
la medida esperada, la capacidad de la trituradora con una altura
creciente de la cámara de trituración, por aumento simultáneo más o
menos a escala de los diámetros y de las alturas del cono, ya que
resultaría una esbeltez mecánica creciente de la hendidura de
trituración, que ha conducido a las ya mencionadas compactaciones o
bien obstruc-
ciones.
ciones.
La esbeltez mecánica de la hendidura de
trituración se dimensiona teniendo en cuente la capacidad máxima
posible y la solicitación de la trituradora, de tal modo que el
punto de obstrucción quede siempre en el extremo inferior de la
hendidura de trituración. Las trituradoras de igual tipo
constructivo, es decir, trituradoras gruesas, medias y finas (para
material granulométrico aproximadamente igual en cada caso) tienen
entonces -independientemente de su tamaño– herramientas de
trituración con la misma esbeltez mecánica de la hendidura de
trituración aproximadamente igual en cada caso, de modo que la
esbeltez mecánica de la hendidura de trituración sea sensiblemente
igual en todos los tamaños de una serie constructiva.
La anchura superior de la hendidura de
trituración (entrada de la hendidura de trituración) debería
elegirse, por conveniencia, algo mayor (aproximadamente de 20 a
50%) que el grano máximo de carga, resultando entonces asimismo
aproximadamente igual para todas los tamaños de una serie
constructiva.
Para un grado de fragmentación constante de
todas las trituradoras así como anchura constante de la hendidura
superior de la hendidura de trituración y esbeltez mecánica
constante de la hendidura de trituración dentro de una serie
constructiva, resultan asimismo anchuras inferiores constantes de la
hendidura de trituración (salida de la hendidura de trituración) y
alturas axiales de la cámara de trituración constantes necesarias
dentro de una misma serie constructiva. De ello resulta que a altura
de cámara de trituración constante requerida para todos los tamaños
de una serie constructiva, la altura de la máquina de la trituradora
menor de la serie constructiva también es aproximadamente
suficiente para todos los restantes tamaños. Si, por ejemplo, en
trituradoras gruesas, el menor tamaño no se ha realizado para el
tamaño mayor de grano, sino que se ha aplicado, para ello, un
tamaño superior inmediato, entonces también sirve su altura
constructiva como medida para todos los tamaños mayores restantes
de máquina de esta serie constructiva.
Las relaciones de uso corriente hasta ahora de
diámetros de conos trituradores a altura de cámara de trituración
(promediadas, en cada caso, en los tamaños de una serie
constructiva) son para:
\global\parskip0.500000\baselineskip
-
\tabulTrituradoras gruesas, aprox. de 1 a 1,3 (1,5)
-
\tabulTrituradoras de finas a medias, aprox. 2 a 2,3 (2,5)
Con los escalonamientos habituales de los
tamaños (que no se correlacionan con las granulometrías, sino con
la capacidad) se llega con las nuevas series constructivas
propuestas a una relación de diámetro de cono triturador a altura
axial de cámara de trituración de un orden de magnitud de
aproximadamente 2,5 (trituradoras pequeñas) hasta aproximadamente 8
(grandes trituradoras), en casos especiales a una relación de 1 a 15
aproximadamente.
\global\parskip0.000000\baselineskip
El objeto del invento es aplicable tanto para
trituradoras con tejuelo superior, como también para trituradoras
sin tejuelo superior.
A continuación, se resumen las ventajas, que se
pueden conseguir junto con el objeto del invento:
\global\parskip0.500000\baselineskip
-
\tabulla menor altura constructiva posible de la máquina con grandes rendimientos de capacidad,
-
\tabulpeso de la máquina sensiblemente menor para los grandes tamaños,
-
\tabulabaratamiento sensible de los grandes tamaños,
-
\tabulabaratamiento de los cimientos para grandes tamaños,
-
\tabulmenor capacidad de grúa requerida y menor coste de montaje,
-
\tabulreducción de las alturas de las construcciones adicionales (los edificios son más planos),
-
\tabulposibilidad de transporte normal por carretera para los grandes tamaños, que hasta ahora eran inapropiados, para ello, o causaban problemas especiales (por ejemplo, despiece necesario y montaje en cantera, permisos especiales de transporte, etc.),
-
\tabulsimplificación y abaratamiento sensibles del transporte de todos los tamaños mayores (por ejemplo, alturas de paso de puentes, logística del transporte, semirremolques de carretera en vez de vehículos de transporte especial),
-
\tabulen muchos casos, método constructivo de carcasa de una pieza, donde hasta ahora era necesaria una subdivisión,
-
\tabulmáxima capacidad para cada tamaño, evitando compactaciones o bien obstrucciones, y
-
\tabulmenor esfuerzo del eje de la trituradora (o bien posibles ejes más ligeros), porque, en grandes tamaños, la distancia entre la introducción de la fuerza y los cojinetes del eje de la trituradora no es sensiblemente mayor que en los pequeños y porque, por ello, las fuerzas y los pares aumentan menos intensamente.
Junto a la ya comentada reducción del peso de la
máquina, se pueden rebajar también las pérdidas de energía de los
mayores tamaños de una serie constructiva, debido a la rebaja de la
tendencia a la compactación y a la retención de material,
pudiéndose realizar también una menor proporción del grano más fino
con menores fuerzas.
\global\parskip0.000000\baselineskip
Se representa en el dibujo el objeto del invento
a base de un ejemplo de realización y se describe tal como sigue.
Las figuras muestran:
Figura 1 esquema de principios de una
trituradora cónica conocida, y
Figura 2 esquema de principios de una nueva
serie constructiva de trituradoras cónicas, correspondiente al
estado actual de la técnica y a una correspondiente al objeto del
invento, con reducción indicada de la altura de la cámara de
trituración.
La figura 1 muestra una trituradora 1 cónica con
una carcasa 2, dentro de la cual se ha dispuesto un eje 3 de la
trituradora. El eje 3 de la trituradora soporta una herramienta 4
trituradora configurada de forma troncocónica en sección
transversal. Dentro de la carcasa 2, se ha previsto una envolvente 5
trituradora configurado asimismo de forma troncocónica. Entre la
herramienta 4 trituradora y la envolvente 5 trituradora, se forma
una cámara 6 de trituración. La herramienta 4 trituradora tiene un
diámetro predefinible, con el que se alude al diámetro del extremo
inferior de la cámara de trituración, que caracteriza el tamaño, así
como una altura de contorno y una altura constructiva
predefinibles. Lo mismo vale para la envolvente 5 trituradora así
como para la cámara 6 de trituración resultante entre la
herramienta 4 trituradora y la envolvente 5 trituradora. El eje 3 de
la trituradora está apoyado lateralmente en cojinetes 7 en su zona
inferior, forzándosele a un movimiento de bamboleo. A consecuencia
de dicho movimiento de bamboleo, se aumenta o bien se reduce
continuamente la distancia radial entre la herramienta 4
trituradora y la envolvente 5 trituradora en la cámara 6 de
trituración, vista en dirección perimetral. Se puede observar
además una rueda 8 de propulsión así como un reductor 9 de
engranajes, por medio de los cuales se fuerza al eje 3 de la
trituradora al movimiento de bamboleo. Una trituradora 1 cónica de
este tipo entra dentro del estado general de la técnica.
Antes de entrar en el objeto del invento en
comparación con el estado actual de la técnica, se reproducen a
continuación algunas definiciones:
\global\parskip0.500000\baselineskip
-
\tabulSerie constructiva de trituradoras correspondiente a una familia de trituradoras del mismo tipo constructivo, pero escalonadas según diferentes tamaños para diferentes capacidades; caracterizada por la granulometría a preparar.
-
\tabulDiámetro del cono triturador correspondiente aproximadamente al diámetro máximo del cono triturador en el extremo axialmente inferior de la cámara de trituración (correspondiente a la herramienta 4 trituradora).
-
\tabulCámara de trituración correspondiente a la hendidura entre el cono triturador y la envolvente trituradora.
-
\tabulAltura de la cámara de trituración correspondiente a la altura axial entre el borde inferior de la envolvente trituradora y el borde superior del cono triturador.
-
\tabulEsbeltez mecánica de la hendidura de trituración correspondiente a la diferencia de la anchura de la hendidura a la entrada de la trituradora y la anchura de la hendidura a la salida de la trituradora dividida por la altura de la cámara de trituración.
-
\tabulCarrera = amplitud radial de bamboleo del cono triturador.
-
\tabulMáxima granulometría habitual del material de carga.
-
\tabulTrituradora gruesa: hasta unos 400 mm (por supuesto, no siempre incluso para el menor tamaño de una serie constructiva).
-
\tabulTrituradora fina: de unos 32 a 150 mm; en casos especiales también de 5 a 32 mm.
-
\tabulGrado de fragmentación correspondiente al valor medio del cociente entre el mayor diámetro del grano de la carga y la menor anchura de la hendidura de trituración a la salida de la hendidura de trituración.
La figura 2 muestra como esquema de principios
una serie constructiva de trituradoras cónicas correspondiente al
estado actual de la técnica (imagen superior) y otra correspondiente
al objeto del invento.
\global\parskip0.000000\baselineskip
Se representan las cámaras 6 de trituración de
la serie constructiva de trituradoras cónicas según el estado
actual de la técnica y cámaras 6' de trituración correspondientes al
objeto del invento. Únicamente se han indicado las herramientas 4,
4' trituradoras configuradas como cono triturador (tronco de cono)
en unión con las envolventes 5, 5' trituradoras que las rodean. El
grano de la carga (material a triturar) se ha provisto según el
objeto del invento de la referencia numérica 10. Se puede reconocer
en el estado actual de la técnica (figuras superiores) que, en
función de los diámetros crecientes, también se ampliaban hasta
ahora aproximadamente a escala las alturas constructivas axiales
tanto de la herramienta 4 trituradora, como también de la envolvente
5 trituradora, que la rodea, así como también inevitablemente las
de las cámaras 6 de trituración. Únicamente el diámetro del cono,
la esbeltez mecánica de la hendidura de trituración (cámara 6 de
trituración) y la forma de la herramienta 4 trituradora así como la
envolvente 5 trituradora tienen influencia en la capacidad del
material a triturar. Por el contrario, la capacidad es independiente
de la altura de la cámara de trituración en caso de esbeltez
mecánica inalterada de la hendidura de trituración (cámara 6 de
trituración).
Para el caso en que, según el objeto del
invento, el punto 11 de obstrucción se encuentre en el extremo
inferior de la cámara 6 de trituración (figuras inferiores) y las
propiedades del material de carga sean sensiblemente constantes, se
pueden traspasar, sin problemas, por esta razón la altura h de la
cámara de trituración del menor tamaño de las trituradoras (figuras
inferiores, representación a la izquierda) a los siguientes tamaños
de esta serie constructiva. Esto se ha representado por medio de las
dos líneas secantes de la herramienta 4' trituradora/envolvente 5'
trituradora. A tamaño creciente en una serie constructiva, resulta,
por consiguiente, una reducción sensible de la altura constructiva
de la trituradora y del peso de las máquinas.
Claims (10)
1. Serie constructiva de trituradoras cónicas
consistente en diferentes trituradoras cónicas, comprendiendo cada
trituradora cónica una herramienta (4, 4') trituradora de altura
predefinible configurada aproximadamente de forma troncocónica
montada en un eje (3) de trituradora dispuesta en una caja (2),
teniendo dicha herramienta trituradora una altura predefinible, una
geometría predefinible así como un diámetro predefinible y estando
dicha herramienta trituradora rodeada por una envolvente (5, 5')
trituradora configurada de forma aproximadamente troncocónica de
altura constructiva predefinible, de geometría predefinible así como
de diámetro predefinible, formándose una cámara (6, 6') de
trituración, caracterizada porque, en el caso de grandes
tamaños de una serie constructiva, el diámetro de la trituradora
aumenta, pero la altura (h) constructiva de la cámara (6') de
trituración se configura de modo sensiblemente igual,
independientemente del diámetro de la herramienta (4') trituradora
así como de la envolvente (5') trituradora, contemplada en toda una
serie constructiva definida por los escalones de capacidad, es
decir, aproximadamente igual a la altura (h) constructiva de la
menor trituradora.
2. Serie de trituradoras cónicas según la
reivindicación 1, caracterizada porque la esbeltez mecánica
de la cámara (6') de trituración, entre la entrada de la cámara de
trituración y la salida de la cámara de trituración, es
sensiblemente igual para todos los tamaños de una serie
constructiva.
3. Serie de trituradoras cónicas según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la altura (h) de
la cámara de trituración de la trituradora (1') de una serie
constructiva de pequeño tamaño constructivo es directamente
traspasable a la trituradora (1') de la misma serie constructiva de
tamaño medio y grande.
4. Serie de trituradoras cónicas según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la relación
del diámetro de la herramienta (4') trituradora a la altura (h)
constructiva axial de la cámara (6') de trituración para los
tamaños de una serie constructiva queda en el intervalo de 1:1 a
15:1.
5. Serie de trituradoras cónicas según la
reivindicación 4, caracterizada porque el intervalo queda
entre 2,6:1 y 15:1.
6. Serie de trituradoras cónicas según la
reivindicación 4, caracterizada porque el intervalo queda
entre 3:1 y 15:1.
7. Serie de trituradoras cónicas según la
reivindicación 4, caracterizada porque el intervalo queda
entre 2,6:1 y 8:1.
8. Serie de trituradoras cónicas según la
reivindicación 4, caracterizada porque el intervalo queda
entre 3:1 y 8:1.
9. Serie de trituradoras cónicas según una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el punto
(11) de obstrucción de la trituradora (1') se ha previsto en el
extremo inferior de la cámara (6') de trituración.
10. Serie de trituradoras cónicas según una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la distancia
entre el centro de gravedad de la herramienta (4') trituradora y el
cojinete (7) o bien los cojinetes (7) del eje (3) de la trituradora
permanece sensiblemente igual a tamaño de trituradora creciente.
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|---|---|---|---|
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| DE2002129940 DE10229940A1 (de) | 2002-07-04 | 2002-07-04 | Kegelbrecher |
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