ES2291634T3 - Estructura de rodillo y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Rodillo o cilindro (10) que presenta una superficie exterior no porosa para el tratamiento de materiales y productos, en particular para triturar terrones o agregados, formados a partir de por lo menos un material de piedra granulado y por lo menos un aglomerante, estando caracterizado el rodillo (10) porque dicha superficie está constituida por un aglomerado no poroso (12) formado por una mezcla que puede endurecerse que comprende un material de piedra granulado de dureza adecuada y una resina de endurecimiento como aglomerante.
Description
Estructura de rodillo y procedimiento para su
fabricación.
La presente invención se refiere a unos rodillos
o cilindros utilizados en los dispositivos para el tratamiento de
materiales o productos así como al procedimiento para la fabricación
de los mismos.
En la descripción siguiente se hará referencia a
unos cilindros utilizados en los denominados dispositivos "de
desterronamiento" para la trituración de terrones o agregados,
entendiéndose que este uso no pretende limitar el alcance de la
invención, sino únicamente proporcionar un ejemplo.
Los dispositivos de desterronamiento se utilizan
en la actualidad en la tecnología para la fabricación de
conglomerados o aglomerados formados por un material de piedra
granulado y un aglomerante (de tipo inorgánico, tal como por
ejemplo un aglomerante de cemento, o de tipo orgánico, tal como una
resina sintética de endurecimiento). En esta tecnología, se
requiere controlar, corriente abajo de las máquinas mezcladoras, el
tamaño de los agregados o "terrones" en la mezcla formada por
el granulado y el aglomerante mencionados anteriormente, antes de
que se transfiera la mezcla a la estación de conformación y en
particular antes de que se introduzca en el molde de
conformación.
La patente US nº 5.174.823 describe e ilustra un
dispositivo para controlar la naturaleza de los aglomerados de
mezclas del tipo mencionado anteriormente, refiriéndose dicha
operación de control tanto al tamaño de las partículas como a la
distribución homogénea de los granulados de piedra en el interior de
la mezcla.
El dispositivo en cuestión comprende dos
rodillos dispuestos con sus ejes paralelos respectivos y separados
de manera ajustable para fijar la distancia entre las dos
superficies cilíndricas en el valor deseado para el tamaño máximo
de los terrones o agregados de mezcla en los productos finales.
Preferentemente se hacen girar los dos rodillos
a velocidades periféricas variables y con este fin está previsto un
sistema de accionamiento independiente para cada rodillo.
Los dos rodillos están normalmente realizados en
acero y están sometidos a desgaste en particular en el caso de
productos particularmente duros y/o abrasivos (tales como, por
ejemplo, agregados cuarcíferos); cuando el desgaste alcanza unos
niveles determinados, debe detenerse el tratamiento para no afectar
adversamente la calidad de los productos finales.
Durante la detención se retiran los rodillos de
acero del dispositivo en el que se utilizan, se rectifican y se
vuelven a montar. Evidentemente, estas operaciones son complejas,
costosas y, en particular, de una duración tal que interrumpen una
cantidad no insignificante del tiempo de ciclo para el tratamiento
de los aglomerados de materiales de piedra.
Con el fin de superar este inconveniente se ha
propuesto fabricar los rodillos utilizando un material de cerámica
en lugar de acero, pero con un grado limitado de éxito puesto que
los materiales de cerámica presentan unas características mecánicas
que son inadecuadas para resistir otros tipos de esfuerzos que están
presentes durante el tratamiento mencionado anteriormente.
Se ha sugerido asimismo cromar los rodillos de
acero con el fin de endurecer su superficie, pero se ha hallado que
el cromado libera óxidos metálicos y/u otras sustancias pigmentadas
que, cuando entran en contacto con la mezcla, en particular si está
ligeramente coloreada, pueden alterar las propiedades cromáticas de
la misma, resultando éste un inconveniente no insignificante
considerando que el aspecto estético es de gran importancia en los
productos finales obtenidos con la mezcla en cuestión. Además, este
inconveniente se detecta asimismo en el caso de los rodillos de
acero inoxidable.
Por último, en el documento
JP-A-07 155 624 se da a conocer otro
rodillo esmerilador realizado únicamente a partir de cristal de
cuarzo, por lo tanto con una superficie no porosa, y fijado a un eje
metálico mediante un capa de resina orgánica.
Sería conveniente, y de hecho constituye un
primer objetivo de la presente invención, proporcionar rodillos que
presenten una alta resistencia al desgaste, sean mecánicamente
robustos y no liberen sustancias capaces de alterar el aspecto
estético de los materiales que se someten al tratamiento.
Otro objetivo de la invención consiste en
proporcionar un procedimiento para la fabricación de rodillos que
pueda ejecutarse fácilmente, utilizando técnicas que sean bien
conocidas por sí mismas y sin una inversión financiera
importante.
Estos y otros objetivos de la invención se
alcanzan con un rodillo o cilindro que presenta una superficie
exterior no porosa para el tratamiento de materiales y productos, en
particular para triturar y controlar el tamaño de las partículas de
los agregados o terrones, formados por una mezcla de por lo menos un
material de piedra granulado de dureza adecuada y por lo menos un
aglomerante, estando caracterizado dicho rodillo porque dicha
superficie está constituida por un aglomerado no poroso formado por
una mezcla que puede endurecerse que comprende un material de
piedra granulado de dureza adecuada y una resina de endurecimiento
como aglomerante.
En la forma de realización preferida del rodillo
o cilindro según la presente invención, dicho aglomerado forma el
revestimiento, que presenta un espesor adecuado, de un alma o núcleo
cilíndrico del rodillo, siendo dicha alma de un material resistente
mecánicamente, tal como acero, por ejemplo.
El material de piedra que forma dicho aglomerado
está en forma de un granulado que presenta una escala de tamaños de
partícula controlada (comprendida normalmente entre 0,1 y 2,0 mm) y
seleccionado de entre unos materiales de piedra que presentan un
alto factor de dureza y un color ligero.
Con respecto al alma o núcleo del rodillo, ésta
es hueco y también es preferentemente metálica y cilíndrica, aunque
esto no debe entenderse como una limitación en consideración a que
la forma del alma no es importante mientras que la superficie
exterior del revestimiento de aglomerado formado sobre el alma tiene
que ser de una forma perfectamente cilíndrica.
Los agregados cuarcíferos, que combinan un
ligero color con un alto factor de dureza, son particularmente
preferidos como los materiales que formen dicho granulado.
Con respecto a la resina de endurecimiento que
forma el aglomerante de dicho aglomerado, es preferentemente una
resina epoxídica que puede endurecerse por medio de su reacción con
un endurecedor adecuado, aunque también pueden utilizarse otras
resinas sintéticas, tales como, por ejemplo, resinas de
poliéster.
Con el fin de favorecer la fijación del
revestimiento de aglomerado al alma o núcleo del rodillo o cilindro,
la superficie exterior de dicha alma o núcleo, es decir, la que
está en contacto con el aglomerado, se hace preferentemente rugosa,
por ejemplo por medio de chorreado con arena. Como una alternativa
y/o además, la superficie exterior del alma puede presentar ranuras
o nervaduras que mejoren, la acción de fijación mencionada
anteriormente.
Evidentemente, el alma del rodillo es hueca para
recibir los componentes para el montaje de dicho rodillo en el
dispositivo utilizado así como los componentes de accionamiento.
A su vez, el procedimiento según la presente
invención está caracterizado porque la formación de la capa de
aglomerado se realiza una vez se ha preparado una caja o encofrado
que presenta una cavidad interior con una forma y un tamaño que se
corresponde con la forma exterior del rodillo que debe
fabricarse.
Más particularmente, el procedimiento para la
fabricación de rodillos del tipo definido anteriormente, que
presenta una superficie exterior no porosa comprende las siguientes
etapas:
- (a)
- preparar una caja o encofrado que presente una cavidad interior con una forma y un tamaño que se corresponda con la forma exterior del rodillo que va a fabricarse;
- (b)
- insertar, en dicha cavidad, un alma para crear un espacio intermedio que presente un espesor que se corresponda con el espesor del rodillo que va a fabricarse;
- (c)
- llenar dicho espacio intermedio con una mezcla que pueda constituir dicha superficie exterior,
- (d)
- extraer el rodillo acabado de dicha caja o encofrado,
y caracterizado porque comprende las etapas que
consisten en:
- (e)
- compactar, si es necesario, la mezcla contenida en dicho espacio intermedio, comprendiendo dicha mezcla un material de piedra granulado de una dureza adecuada y una resina de endurecimiento como aglutinante;
- (f)
- endurecer la resina para conseguir que la superficie exterior del rodillo esté constituida por un aglomerado no poroso.
Con el fin de mejorar las características
mecánicas del revestimiento de aglomerado resulta preferida la
realización de la compactación de la mezcla que llena el espacio
intermedio mencionado anteriormente.
En la forma de realización preferida del
procedimiento según la presente invención, esta compactación se
realiza disponiendo la caja o encofrado, después de llenarlo con la
mezcla mencionada anteriormente, en el interior de una cámara o
campana en la que se establece un vacío intenso de un valor
predeterminado, mientras que, en un primer extremo axial del
encofrado se acciona al mismo tiempo un pistón de presión, que
presenta una sección transversal anular que se corresponde con la
forma en sección transversal del espacio intermedio mencionado
anteriormente, de manera que su superficie activa actúa
exclusivamente sobre la superficie de la mezcla presente en dicho
espacio intermedio. Evidentemente, en el segundo extremo del
encofrado, debe preverse una placa de oposición con el fin de
impedir que la mezcla, cuando se someta a la acción del pistón de
presión, salga fuera de este
extremo.
extremo.
Al mismo tiempo se aplica un movimiento
vibratorio de frecuencia predeterminada al pistón de presión.
Estas acciones combinadas y coordinadas dan como
resultado una compactación óptima de la mezcla que llena el espacio
intermedio sin porosidad, especialmente en la superficie, y con una
distribución homogénea y uniforme de la resina, aunque se utilice
en una cantidad mínima.
Durante la etapa siguiente, se realizan el
endurecimiento de la mezcla presente en el espacio intermedio
mencionado anteriormente y a continuación el desmontaje de la caja
o encofrado exterior.
El rodillo o cilindro resultante se muestra a
título de ejemplo en la figura adjunta, en la que el número de
referencia 10 designa el rodillo en general, mientras que el número
de referencia 12 designa la capa de aglomerado que rodea la
superficie exterior del alma, que es preferentemente de acero y se
designa mediante el número de referencia 14. En el caso de los
rodillos 10 para su utilización en los dispositivos de
desterronamiento, el diámetro exterior es de aproximadamente 300 mm
y la longitud de aproximadamente 1,5 m.
Por lo que se refiere al revestimiento de
aglomerado 12, éste presenta preferentemente un espesor en el
intervalo comprendido entre aproximadamente 20 y 30
mm, mientras que el alma de acero 14 presenta un espesor en el
intervalo comprendido entre aproximadamente 15 y 20 mm.
El rodillo 10 presenta una superficie exterior
de una gran dureza de manera que sufre una proporción de desgaste
inferior que la de los rodillos realizados a partir de materiales
convencionales y no libera sustancias que puedan contaminar, por lo
menos en términos de la coloración, el material que se somete a la
acción del rodillo.
Conviene apreciar que, en la aplicación ya
mencionada en los dispositivos de desterronamiento, en los que los
rodillos convencionales se someten periódicamente a la limpieza de
los restos de mezcla por medio de una herramienta limpiadora que se
desplaza a lo largo de la superficie del rodillo a una distancia de
unos pocos milímetros de la misma en el caso de los rodillos según
la presente invención, es posible proporcionar la herramienta
limpiadora, que se somete a un movimiento de traslación, con unos
medios adaptados para realizar, además de la limpieza, también un
ligero rectificado de la superficie del rodillo, recobrando de este
modo las condiciones de funcionamiento óptimas.
Tal como ya se ha mencionado anteriormente, la
presente invención es aplicable no solamente a los rodillos
utilizados en los dispositivos de desterronamiento, sino también en
todos los demás casos en los que se requiera realizar la
trituración de materiales de desgaste y/o evitar la liberación de
sustancias que puedan contaminar el material que se está tratando
mediante los rodillos.
La invención se ha descrito asimismo con
respecto a una forma de realización preferida, entendiéndose que
son posibles las modificaciones y variaciones conceptualmente
equivalentes, por lo que se refiere tanto a la estructura como a
las aplicaciones, y pueden preverse dentro del alcance de protección
de las reivindicaciones siguientes.
Por ejemplo, los rodillos fabricados según la
presente invención pueden utilizarse en otras aplicaciones en las
que se requieran una gran dureza de superficie y una contaminación
baja o nula del material que se está tratando.
También resulta posible fabricar rodillos
conformados totalmente de aglomerado, en cuyo caso, según el
procedimiento de fabricación, el alma dispuesta en el interior de
la cavidad de la caja o encofrado presenta una función temporal y
se extrae del rodillo una vez se ha completado el endurecimiento del
aglomerado.
Claims (13)
1. Rodillo o cilindro (10) que presenta una
superficie exterior no porosa para el tratamiento de materiales y
productos, en particular para triturar terrones o agregados,
formados a partir de por lo menos un material de piedra granulado y
por lo menos un aglomerante, estando caracterizado el rodillo
(10) porque dicha superficie está constituida por un aglomerado no
poroso (12) formado por una mezcla que puede endurecerse que
comprende un material de piedra granulado de dureza adecuada y una
resina de endurecimiento como aglomerante.
2. Rodillo o cilindro (10) para el tratamiento
de materiales o productos según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho aglomerado (12) forma una capa
que reviste un alma central (14).
3. Rodillo o cilindro (10) para el tratamiento
de materiales o productos según la reivindicación 1,
caracterizado porque el material de piedra granulado
comprendido en dicha mezcla comprende agregados cuarcíferos.
4. Rodillo o cilindro (10) para el tratamiento
de materiales o productos según la reivindicación 3,
caracterizado porque el material de piedra comprendido en
dicha mezcla está en forma de gránulos de un tamaño de partícula de
entre 0,1 y 2,0 mm.
5. Rodillo o cilindro (10) para el tratamiento
de materiales y productos según la reivindicación 1,
caracterizado porque la resina de endurecimiento comprendida
en dicha mezcla es una resina epoxídica.
6. Rodillo o cilindro (10) para el tratamiento
de materiales y productos según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha resina de endurecimiento
comprendida en dicha mezcla es una resina de poliéster.
7. Rodillo o cilindro (10) para el tratamiento
de materiales y productos según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicha alma (14) está realizada en acero
y sus superficies se convierten en rugosas en contacto con dicho
revestimiento
8. Rodillo o cilindro (10) para el tratamiento
de materiales y productos según la reivindicación 2,
caracterizado porque la superficie exterior de dicha alma
(14) está provista de ranuras o nervaduras para el agarre.
9. Procedimiento para la fabricación de rodillos
(10) que presenan una superficie exterior no porosa según las
reivindicaciones anteriores, que comprende las etapas
siguientes:
- (a)
- preparar una caja o encofrado que presente una cavidad interior con una forma y un tamaño que se correspondan con la forma exterior del rodillo que va a fabricarse;
- (b)
- insertar, en dicha cavidad, una alma (14) con el fin de crear un espacio intermedio que presente un espesor que se corresponda con el espesor del rodillo que va a fabricarse;
- (c)
- llenar dicho espacio intermedio con una mezcla que pueda constituir dicha superficie exterior,
- (d)
- extraer el rodillo acabado de dicha caja o encofrado,
y caracterizado porque comprende asimismo
las etapas que consisten en:
- (e)
- compactar, si es necesario, la mezcla contenida en dicho espacio intermedio, comprendiendo dicha mezcla un material de piedra granulado de una dureza adecuada y una resina de endurecimiento como aglutinante;
- (f)
- endurecer la resina con el fin de obtener que la superficie exterior del rodillo esté constituida por un aglomerado no poroso (12).
10. Procedimiento para la fabricación de
rodillos (10) según la reivindicación 10, caracterizado
porque dicha etapa de compactación (e) se realiza sometiendo la
mezcla que llena el espacio intermedio a una acción de presión
combinada con un movimiento vibratorio.
11. Procedimiento para la fabricación de
rodillos (10) según la reivindicación 10, caracterizado
porque dicha etapa de compactación (e) se realiza bajo vacío.
12. Procedimiento para la fabricación de
rodillos (10) según la reivindicación 10, caracterizado
porque dicha etapa de compactación (e) se realiza por medio de un
pistón de presión que presenta un cabezal de forma anular con una
sección transversal que se corresponde con la de dicho espacio
intermedio de dicho encofrado llenado anteriormente con dicha
mezcla.
13. Procedimiento para la fabricación de
rodillos (10) según la reivindicación 11, caracterizado
porque se aplica dicho movimiento vibratorio a dicho pistón de
presión.
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