ES2960874T3 - Disposición de vibrador para la mejora del suelo - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un conjunto vibrador para mejorar el suelo de cimentación, que comprende: una esclusa, que tiene un tubo de silo y un accionamiento de esclusa para mover la esclusa, estando diseñada la esclusa para recibir material a granel y conducir el material a granel hacia el tubo del silo; un contenedor de suministro para suministrar el material a granel a la cerradura, estando previsto un accionamiento del contenedor de suministro para mover el contenedor de suministro entre una posición de espera y una posición de contacto contra la cerradura. La invención también se refiere a un método para transferir material a granel desde un contenedor de suministro a una esclusa que tiene un tubo de silo en un conjunto vibrador, en el que la esclusa se mueve mediante un accionamiento de cerradura, el contenedor de suministro se llena con el material a granel y el contenedor de suministro se mueve entre una posición de espera y una posición de contacto contra la cerradura mediante un accionamiento del recipiente de suministro. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Disposición de vibrador para la mejora del suelo
La invención se refiere a una disposición de vibrador para la mejora del suelo, que comprende una esclusa con un tubo de silo y con un accionamiento de esclusa para mover la esclusa, en donde la esclusa está configurada para recibir y guiar un material a granel en el tubo de silo, una tolva de alimentación para alimentar el material a granel a la esclusa, en donde se prevé un accionamiento de contenedor de alimentación para mover la tolva de alimentación entre una posición de espera y una posición de aplicación en la esclusa. La invención se refiere además a un procedimiento para transferir material a granel de un silo de alimentación a una esclusa con un tubo de silo en una disposición de vibrador, en donde la esclusa se mueve mediante un accionamiento de esclusa, en donde la tolva de alimentación se llena con el material a granel y en donde la tolva de alimentación se mueve mediante un accionamiento de silo de alimentación entre una posición de espera y una posición de alimentación en la esclusa. Las disposiciones de vibradores se utilizan en procedimientos de mejora del suelo que difieren en cuanto a su modo de funcionamiento y transferencia de carga. Con el procedimiento de vibropresión, por ejemplo, los suelos de grano grueso se compactan por sí mismos, mientras que con el procedimiento de vibroapisonamiento se producen columnas portantes de grava o piedra triturada en suelos mixtos y de grano fino que no son capaces de compactarse. Además, se pueden producir elementos de cimentación en forma de pilotes a través de los cuales se pueden transferir cargas relativamente altas si no se garantiza una unión portante permanente con las columnas de apisonamiento.
La publicación EP 2241 677 A1 divulga un dispositivo para alimentar materiales inertes a sistemas vibratorios de compactación de suelos en un dispositivo de compactación que comprende una torre o brazo para soportar una batería de perforación. El material inerte se alimenta a la batería de perforación desde una esclusa. El dispositivo de alimentación en forma de tolva se desplaza entre un primer nivel inferior cercano al suelo y un segundo nivel en el que se encuentra la esclusa. El dispositivo de alimentación está provisto de una trampilla de salida que se puede abrir para transferir el material inerte del dispositivo de alimentación a la esclusa. La trampilla de salida se abre por medios mecánicos en el dispositivo y en la esclusa.
Por ejemplo, en el proceso de bateo vibratorio, el trabajo se realiza en pasos alternos. La grava o la piedra triturada descargada durante la carrera del vibrador se compacta y se desplaza lateralmente en el suelo durante el prensado. El material añadido de grano grueso emerge por la punta del vibrador con el apoyo de aire comprimido. Para ello, el sistema se alimenta de aire comprimido, que favorece el transporte del material a granel dentro del sistema. Una desventaja del sistema de la técnica anterior es que el alimentador sólo puede acoplarse a la esclusa cuando esta no está en movimiento ascendente o descendente. Si se produce una colisión entre la esclusa y el alimentador, el cable puede romperse y provocar la caída del alimentador. Además, es necesario purgar todo el sistema antes de poder abrir la esclusa. Esto provoca tiempos de inactividad considerables. El proceso sólo puede continuar cuando el material a granel se ha transferido a la esclusa y se ha alcanzado de nuevo la presión de aire de trabajo después de cerrar la esclusa.
Un objeto de la invención es proponer una disposición de vibrador y un procedimiento de mejora del suelo que permitan reducir los tiempos de parada.
La tarea se resuelve mediante los objetos de las reivindicaciones independientes. Las formas de realización preferidas y otras formas de realización ventajosas se indican en las reivindicaciones dependientes.
Una disposición vibratoria para la mejora del suelo según la invención comprende una esclusa con un tubo de silo y con un accionamiento de esclusa para mover la esclusa, en la que la esclusa está diseñada para recibir un material a granel y guiarlo hacia el tubo de silo. Se proporciona además una tolva de alimentación para alimentar el material a granel a la esclusa, en la que se proporciona un accionamiento de la tolva de alimentación para mover la tolva de alimentación entre una posición de espera y una posición de aplicación en un tope formado en la esclusa.
La esclusa y la tolva de alimentación están guiados cada uno, por ejemplo, en un líder o a través de un cable en un brazo. El accionamiento de la esclusa es independiente del accionamiento de la tolva de alimentación. Las guías y accionamientos correspondientes de la esclusa y de la tolva de alimentación son conocidos por el experto, al igual que los vibradores para generar una vibración de la disposición de vibradores, que está diseñada preferentemente con un vibrador de este tipo como vibrador profundo o como vibrador superior.
De acuerdo con la invención, un control del accionamiento de la tolva de alimentación está diseñado para reducir una fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación en la dirección del tope de un primer valor a un segundo valor en la posición de contacto, teniendo el segundo valor una cantidad menor que una fuerza del accionamiento de bloqueo.
Una ventaja de la disposición de vibrador según la invención es que el primer valor de la fuerza del accionamiento del contenedor de alimento es adecuado para mover el contenedor de alimento de la posición de espera a la posición de aplicación en el tope formado en la cerradura, mientras que la fuerza del accionamiento del contenedor de alimento reducida al segundo valor acopla el contenedor de alimento a la cerradura manteniendo el contenedor de alimento en la posición de aplicación en el tope por la fuerza del accionamiento del contenedor de alimento reducida al segundo valor. Con particular ventaja, este acoplamiento del contenedor de alimento con la cerradura se logra independientemente de un movimiento de la cerradura, ya que la fuerza del accionamiento del contenedor de alimento reducida al segundo valor tiene una cantidad menor que una fuerza del accionamiento de la cerradura. A efectos de la invención, la fuerza del accionamiento de la esclusa debe entenderse como una fuerza motriz del accionamiento de la esclusa que actúa sobre la esclusa. Otras fuerzas que actúan sobre la esclusa no se incluyen en la fuerza del accionamiento de la esclusa. A efectos de la invención, la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación debe entenderse como una fuerza motriz del accionamiento de la tolva de alimentación que actúa sobre la tolva de alimentación. Otras fuerzas que actúan sobre la tolva de alimentación no cuentan como la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación. Otras fuerzas pueden ser, por ejemplo, la fuerza de accionamiento del otro accionamiento respectivo o las fuerzas de peso que actúan sobre la tolva de alimentación o el silo.
Durante el funcionamiento de la disposición vibratoria, por ejemplo durante el proceso de bateo vibratorio, el cierre con el tubo del silo se eleva fuera de un orificio en contra de la dirección de la gravedad durante la carrera del vibrador y se retrae dentro del orificio cuando se presiona en la dirección de la gravedad. La disposición del vibrador según la invención permite ventajosamente el acoplamiento descrito anteriormente tanto durante la carrera del vibrador como durante la retracción de la esclusa. Esto acorta el tiempo de inactividad de la disposición de vibrador, ya que la cerradura no tiene que detenerse para el proceso de acoplamiento.
Según una forma de realización preferida, el control del accionamiento de la tolva de alimentación está diseñado además para mantener la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación actuando en la dirección del tope después de alcanzar la posición de contacto durante una transferencia de material a granel de la tolva de alimentación a la esclusa. De este modo, la transferencia del material a granel tiene lugar ventajosamente durante la carrera de agitación o durante la retracción de la disposición de agitación.
Durante la carrera de agitación, la fuerza del accionamiento de la esclusa mueve la esclusa hacia arriba, en contra de la dirección de la gravedad. La fuerza del accionamiento del compartimento de alimentación, reducida al segundo valor, también se dirige hacia arriba y, en ese caso, es suficiente para mover el compartimento de alimentación hacia arriba, al menos a la velocidad de la esclusa, de modo que la esclusa y el compartimento de alimentación permanezcan acoplados. Preferentemente, el movimiento de la tolva de alimentación está frenado por la esclusa, de modo que parte de la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación actúa sobre la esclusa a través del tope. Durante la retracción, la fuerza del accionamiento de la esclusa mueve la esclusa hacia abajo, en la dirección de la gravedad. La fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación, reducida al segundo valor, sigue dirigiéndose hacia arriba, en contra de la fuerza del accionamiento de la esclusa. Como esta es menor que la fuerza del accionamiento de la esclusa, la tolva de alimentación es empujado hacia abajo por la esclusa.
Del mismo modo, el proceso de recogida puede tener lugar durante una transición de elevación de la esclusa a retracción de la esclusa o viceversa. En este caso se invierte la dirección de la fuerza del accionamiento de la esclusa, por lo que la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación reducida al segundo valor después de la inversión de la dirección de la fuerza del accionamiento de la esclusa vuelve a tener una cantidad menor que la fuerza del accionamiento de la esclusa. El experto reconoce que en la fase de transición la fuerza del accionamiento del contenedor de alimento reducida al segundo valor será temporalmente mayor en cantidad que la fuerza del accionamiento de la cerradura, por lo que el acoplamiento del contenedor de alimento a la cerradura no se libera. Preferentemente, el control del accionamiento de la tolva de alimentación está adaptado además para mover la tolva de alimentación fuera de la posición de contacto una vez finalizada la transferencia de material a granel. De este modo se libera ventajosamente de nuevo el acoplamiento y la tolva de alimentación vuelve a la posición de espera mediante el accionamiento de la tolva de alimentación hasta que el material a granel deba transferirse de nuevo a la esclusa.
La posición de espera en el sentido de la invención es una posición de la tolva de alimentación que está alejada de la esclusa. En particular, la posición de espera está dispuesta de tal manera que la esclusa no alcance esta posición durante el funcionamiento normal, de modo que el movimiento de la esclusa no se vea obstaculizado por el hecho de que la tolva de alimentación se encuentre en la posición de espera. La posición de espera no es necesariamente una posición invariable. Es preferible que la posición de espera sea variable. Por ejemplo, la posición de espera se define a una distancia fija de la esclusa, de modo que la posición de espera también se desplaza cuando se mueve la esclusa. Preferentemente, la posición de espera es la posición en la que la tolva de alimentación se llena con el material a granel. La posición de alimentación en el sentido de la invención está definida por el tope de la esclusa y, por lo tanto, se mueve con la esclusa.
Según una forma de realización preferida, se prevé que al menos dos sensores diferentes estén conectados al sistema de control para determinar una posición de la tolva de alimentación en relación con la esclusa. En particular, un sensor está previsto para detectar una aproximación de la tolva de alimentación a la posición de atraque, por ejemplo para reducir una velocidad de desplazamiento de la tolva de alimentación. Otro sensor está diseñado para detectar cuando se alcanza la posición de alimentación y enviar una señal al sistema de control en consecuencia.
Según otra forma de realización preferida, se prevé que el accionamiento de la tolva de alimentación comprenda un motor hidráulico, en el que se proporciona una derivación paralela al motor hidráulico, en el que la derivación comprende una válvula de derivación para abrir y cerrar la derivación. En particular, la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación se reduce ventajosamente del primer valor al segundo valor cuando la derivación está abierta. Con este fin, la derivación comprende, por ejemplo, una válvula de alivio de presión ajustable.
Según otra forma de realización preferida, se prevé que la esclusa comprenda una salida que pueda cerrarse, abriéndose la salida para dirigir el material a granel de la esclusa al tubo del silo. Preferentemente, la esclusa tiene una entrada que se puede cerrar y que se abre para recibir el material a granel de la tolva de alimentación. La forma de realización es especialmente ventajosa porque el tubo del silo está preferentemente ventilado a presión. Las dos aberturas cerrables de la esclusa, la entrada y la salida, permiten que el material a granel se transfiera de la tolva de alimentación a la esclusa sin que el tubo del silo ventilado a presión tenga que ventilarse. Se prefiere además que la esclusa esté presurizada independientemente del tubo del silo. Si la esclusa se ventila para recoger el material a granel mientras el tubo del silo, que está separado de la esclusa por la salida cerrada, permanece presurizado, es ventajoso poder presurizar la esclusa después de completar la recogida con la entrada y la salida cerradas para establecer la igualación de presión entre la esclusa y el tubo del silo antes de abrir la salida.
Al introducir el conjunto vibrador en el suelo, dependiendo de las condiciones del terreno, puede ser ventajoso introducir el tubo del silo sin material a granel inicialmente, o llenarlo total o parcialmente con material a granel. La decisión correcta, normalmente basada en la experiencia, permite, por ejemplo, evitar atascos en el suelo o facilitar la bajada del disposición de vibrador. El tubo vacío del silo se presuriza preferentemente con la salida cerrada. La esclusa permanece preferentemente despresurizada, especialmente con la entrada abierta. Cuando se introduce material a granel, se produce un ahorro de tiempo ventajoso, ya que la tolva de alimentación puede transferir el material a granel sin demora a la esclusa con la entrada ya abierta. Además, se ahorra el llenado de la esclusa con aire comprimido y el venteo. Esto es posible gracias a la salida que separa la esclusa de la tubería del silo.
Antes de que el conjunto vibrador se desplace completamente fuera del suelo, es ventajoso purgar la esclusa y el tubo del silo mediante dos válvulas sin abrir la entrada ni la salida de la esclusa. Esto evita, en particular, que el aire comprimido se salga en la última sección, antes de que la disposición de vibrador se desplace fuera del suelo, lo que supondría un riesgo de lesiones por piedras voladoras. Además, la esclusa y el tubo del silo pueden abrirse y llenarse más rápidamente.
Otro objeto de la invención se refiere a un procedimiento para transferir material a granel desde una tolva de alimentación a una esclusa con un tubo de silo en una disposición de vibrador, en la que la disposición de vibrador corresponde preferentemente a la disposición de vibrador según la invención descrita anteriormente. Todas las características de la disposición vibratoria son transferibles mutatis mutandis al procedimiento y viceversa.
En el procedimiento según la invención, la cerradura se mueve mediante un accionamiento de cerradura, la tolva de alimentación se llena con el material a granel y la tolva de alimentación se mueve mediante un accionamiento de contenedor de alimentación entre una posición de espera y una posición de aplicación en un tope formado en la cerradura. En la posición de aplicación, una fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación en la dirección del tope se reduce de un primer valor a un segundo valor, teniendo el segundo valor una cantidad menor que una fuerza de accionamiento del accionamiento de la esclusa.
Una ventaja del procedimiento es que el primer valor de la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación es adecuado para mover la tolva de alimentación desde la posición de espera hasta la posición de tope en el tope formado en la esclusa, mientras que la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación reducida al segundo valor acopla la tolva de alimentación a la esclusa manteniendo la tolva de alimentación en la posición de tope en el tope mediante la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación reducida al segundo valor. De manera particularmente ventajosa, este acoplamiento del contenedor de alimento con la cerradura se lleva a cabo independientemente de un movimiento de la cerradura, ya que la fuerza del accionamiento del contenedor de alimento reducida al segundo valor tiene una cantidad menor que una fuerza del accionamiento de la cerradura.
Preferentemente, la fuerza reducida al segundo valor mantiene el contenedor de alimento en la posición de contacto cuando se mueve la esclusa. En particular, la tolva de alimentación se mantiene en la posición de contacto cuando la esclusa se mueve en una primera dirección hacia la posición de espera moviendo la tolva de alimentación junto con la esclusa en la primera dirección, en la que una fuerza motriz del accionamiento de la esclusa actúa sobre la tolva de alimentación a través del tope y supera la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación reducida al segundo valor. En particular, la tolva de alimentación se mantiene en la posición de contacto cuando la esclusa se mueve en una segunda dirección opuesta a la primera dirección mediante la tolva de alimentación que sigue al tope en la segunda dirección por la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación reducida al segundo valor.
Preferentemente, se prevé que al menos una parte del material a granel se transfiera de la tolva de alimentación a la esclusa mientras la tolva de alimentación se mantiene en la posición de contacto. De manera especialmente preferente, una salida cerrable entre el tubo del silo ventilado por presión y la esclusa se cierra después de que la tolva de alimentación haya alcanzado la posición de alimentación, por lo que la esclusa se purga posteriormente por separado a través de una válvula antes de que se abra una entrada cerrable de la esclusa. Se prefiere además que el material a granel se transfiera de la tolva de alimentación a la esclusa a través de la entrada, con lo que la tolva de alimentación se mueve sincrónicamente con la esclusa durante el proceso de transferencia. Una vez que el material a granel ha sido tomado, preferentemente se cierra primero la entrada y luego se abre la salida. De manera especialmente preferente, la esclusa se presuriza con aire comprimido independientemente del tubo del silo mientras la entrada y la salida están cerradas, a fin de establecer una igualación de presión entre la esclusa y el tubo del silo antes de que se abra la salida.
Tras recibir el material a granel, la tolva de alimentación se desplaza preferentemente a la posición de espera. La tolva de alimentación permanecerá preferentemente en la posición de espera hasta que la esclusa deba llenarse de nuevo con material a granel. De forma especialmente preferente, la tolva de alimentación se llena con el material a granel en la posición de espera.
A continuación, la invención se explicará con más detalle mediante un ejemplo de realización con referencia a los dibujos adjuntos. Las explicaciones se refieren a la disposición del vibrador según la invención así como al proceso según la invención. Las explicaciones son meramente ejemplares y no restringen la idea general de la invención.
En ellos:
Figura 1 muestra una vista esquemática en sección de una forma de realización de una disposición de vibrador según la invención con una tolva de alimentación en una posición de contacto en una esclusa;
Figura 2 muestra la forma de realización según la figura 1 con una entrada abierta de la esclusa en una vista esquemática en sección;
Figura 3 muestra la forma de realización según la Figura 1 después de una transferencia de material a granel en una vista esquemática en sección;
Figura 4 muestra la forma de realización según la Figura 1 con la tolva de alimentación en posición de espera en una vista esquemática en sección;
Figura 5 muestra la forma de realización según la figura 1 con una salida abierta de la esclusa en una vista esquemática en sección;
Figura 6 muestra un detalle de la forma de realización según la figura 1 en una vista en sección esquemática sin la esclusa;
Figura 7 muestra una representación esquemática de un control del accionamiento de la tolva de alimentación de la forma de realización según la Figura 1.
Las Figuras 1 a 5 muestran una variante de realización de una disposición vibratoria según la invención con una tolva de alimentación 1 y una esclusa 2 en una vista esquemática en sección en diversas posiciones o en diversos pasos de trabajo. Sobre la base de las ilustraciones, se explica cómo tiene lugar una transferencia de material a granel 3 desde la tolva de alimentación 1 a la esclusa 2 en la disposición de vibrador según la invención, o según el procedimiento según la invención.
La esclusa 2 dispone de un accionamiento de esclusa 4 con el que se mueve la esclusa 2. La Figura 1 muestra un carro de guía 41 de la esclusa 2, que está guiado de manera conocida sobre una guía no representada. El accionamiento de la esclusa 4 transmite una fuerza motriz al carro de guía 41 de la esclusa 2, que está conectado al carro de guía 41 mediante una suspensión 42. El recipiente de alimentación se desplaza mediante un accionamiento de la tolva de alimentación 5 entre una posición de espera, tal como se muestra en las Figuras 4 y 5, y una posición de contacto, tal como se muestra en las Figuras 1 a 3. En la posición de alimentación, la tolva de alimentación 1 se sitúa en un tope 6 formado en la esclusa 2. En el ejemplo de realización ilustrado, el tope 6 está formado en el carro de guía 41 de la esclusa 2. Cuando se alcanza la posición de contacto, una fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación 5 en la dirección del tope 6 se reduce de un primer valor a un segundo valor, teniendo el segundo valor una cantidad menor que una fuerza de accionamiento del accionamiento de la esclusa 4. En referencia a la Figura 7, un control 8 del accionamiento de la tolva de alimentación 5 se explicará con más detalle más adelante. A continuación, la presente invención se explicará con más detalle mediante formas de realización preferidas con referencia a los dibujos. La Figura 1 muestra un carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1 del accionamiento de la tolva de alimentación 5, que también está guiado de forma conocida por la guía, que no se muestra. El accionamiento de la tolva de alimentación 5 transmite una fuerza motriz al carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1, que está unido al carro de guía 51 mediante una suspensión 52. En la siguiente descripción de las Figuras 1 a 6, el carro de guía 41 también se denomina accionamiento de la esclusa 4 y el carro de guía 52 también se denomina accionamiento de la tolva de alimentación 5, ya que las respectivas fuerzas de accionamiento se transmiten al carro de guía 41, 51 correspondiente.
La esclusa 2 tiene una salida 10 que se puede cerrar y una entrada 11 que también se puede cerrar; en la figura 1, tanto la salida 10 como la entrada 11 están cerradas. La salida 10 está formada como un cierre cónico en un extremo inferior de la esclusa 2, al que está embridado un extremo superior del tubo de silo 7, de manera que la salida 10 puede abrir y cerrar una abertura entre la esclusa 2 y el tubo de silo 7. Con este fin, en la abertura se forma un asiento para el cierre cónico 10, que generalmente está provisto de una junta de goma para garantizar un cierre en gran medida estanco al gas, incluso si quedan pequeñas cantidades del material a granel entre el cierre 10 y la junta. El cierre 10, así como su asiento, pueden limpiarse con líquido de limpieza suministrado a través de una boquilla 26 en el tubo del silo 7, también denominada pieza de limpieza 26. A la boca de salida 10 está conectado un varillaje de accionamiento 12, que se acciona preferentemente de forma hidráulica. El tubo de silo 7 se presuriza preferentemente para ayudar a una salida de material a granel grueso en un extremo inferior del tubo de silo 7, no mostrado, por medio de aire comprimido. La salida cerrable 10 permite ventajosamente abrir la entrada 11 de la esclusa en la posición cerrada sin ventilar el tubo de silo 7.
Con referencia a la Figura 2, la entrada 11 se explica con más detalle a continuación. La entrada 11 está diseñada como una aleta pivotante en una región superior de una pared de la esclusa 2, que en la posición de contacto según la figura 1 está alineada con respecto a una abertura de salida 14 de la tolva de alimentación 1 de tal manera que se posibilita la transferencia del material a granel 3 desde la tolva de alimentación 1 a la esclusa 2. La entrada 11 es pivotante mediante un mecanismo pivotante 15 para abrir y cerrar, preferentemente mediante accionamiento hidráulico. En la Figura 2, la entrada 11 se muestra abierta, con la salida 14 de la tolva de alimentación 1 todavía cerrada. Dado que la salida 10 de la esclusa 2 está cerrada, el tubo del silo 7 permanece presurizado mientras la esclusa 2 está preparada para recibir el material a granel 3. La esclusa 2 según la invención forma un contenedor de almacenamiento adicional con un mecanismo de apertura doble consistente en la entrada 11 y la salida 10. De este modo, la esclusa 2 forma un recipiente a presión que, por una parte, puede recibir el material a granel 3 y, por otra, puede airearse y desairearse por separado.
La Figura 3 muestra la disposición vibratoria según la invención cronológicamente después de la situación mostrada en la Figura 2. El recipiente de alimentación 1 se encuentra todavía en la posición de contacto contra el tope 6 formado en la esclusa 2, debido a la acción de fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación 5, que actúa contra el tope 6. La salida 14 de la tolva de alimentación 1 está ahora abierta, el material a granel 3 ha sido transferido desde la tolva de alimentación 1 a la esclusa 2 a través de un conducto 16 por la salida 14 abierta y la entrada 11 abierta. La salida 10 de la esclusa 1 sigue cerrada para mantener la ventilación a presión del tubo del silo 7.
La Figura 4 muestra la disposición vibratoria según la invención cronológicamente después de la situación mostrada en la Figura 3. Después de que el material a granel 3 haya sido transferido desde la tolva de alimentación 1 a la esclusa 2, la tolva de alimentación 1 ha abandonado la posición de contacto en el tope 6. El accionamiento de la tolva de alimentación 5 ha movido la tolva de alimentación 1 a una posición de espera. La posición de espera se caracteriza por el hecho de que la tolva de alimentación 1 está dispuesto a una distancia de la esclusa 2, aquí a lo largo del líder no mostrado a una distancia por debajo de la esclusa 2. La esclusa 2 puede moverse independientemente de la tolva de alimentación 1 mientras éste se encuentre en la posición de espera. La tolva de alimentación 1 puede, por ejemplo, rellenarse con material a granel en la posición de espera. La entrada 11 se cierra de nuevo en la esclusa 2. La salida 10 sirve para conducir el material a granel 3 desde la esclusa 2 hasta el tubo del silo 7. Sin embargo, la salida 10 sigue cerrada. Ahora, la esclusa 2 puede ventilarse a presión preferentemente por separado antes de que se abra la salida 10, con el fin de adaptar de nuevo las condiciones de presión de la esclusa 2 al tubo del silo 7.
La Figura 5 muestra la disposición vibratoria según la invención cronológicamente después de la situación mostrada en la Figura 4. La salida 10 se ha abierto de modo que el material a granel 3 ha pasado de la esclusa 2 al tubo de silo 7. El recipiente de alimentación 1 permanece en su posición de espera. A continuación, la salida 10 se cierra de nuevo para permitir una ventilación separada de la esclusa 2 para una transferencia posterior de material a granel. la tolva de alimentación 1, que se ha llenado de nuevo o sigue llenándose con material a granel 3, vuelve a colocarse en la posición de contacto mostrada en la Figura 1 en caso necesario. La secuencia representada en las figuras 1 a 5 se repite varias veces, lo que permite ventajosamente un funcionamiento continuo de la disposición vibratoria según la invención.
La Figura 6 muestra un detalle de la tolva de alimentación 1. La suspensión 52 de la tolva de alimentación 1, que no es totalmente visible en las figuras 1 a 5, lo conecta al carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1. Sólo se muestra el carro de guía 41 de la esclusa 2 con el tope 6, por lo que el carro de guía 51 del contenedor de alimento 1 se desplaza contra el tope 6. Se alcanza entonces la posición de contacto, en la que la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación 5, reducida al segundo valor, retiene la tolva de alimentación 1. Se ha previsto un sensor 9 como sensor de proximidad 9 para detectar una aproximación del carro de guía 51 del contenedor de alimento 1 al carro de guía 41, o al tope 6 de la cerradura 2. La Figura 6 muestra también las relaciones de fuerza de las fuerzas de accionamiento que actúan entre el carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1 y el carro de guía 41 de la esclusa 2 y se transmiten a través del tope 6. En la posición de contacto, la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación 5 en la dirección del tope 6 se reduce del primer valor de fuerza F1 al segundo valor de fuerza F2, razón por la cual el primer valor de fuerza F1 está representado por una flecha interrumpida y el segundo valor de fuerza F2 por una flecha con una línea llena. La fuerza F1 del accionamiento de la tolva de alimentación 5 engancha el carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1 y se transmite al carro de guía 41 de la esclusa 2 a través del tope.
La fuerza FS del accionamiento de la esclusa 4 engrana en el carro de guía 41 de la esclusa 2 y se dirige en dirección opuesta a la fuerza F1 del accionamiento de la tolva de alimentación 5. El conjunto vibrador se clava en el suelo porque la fuerza FS del accionamiento de la esclusa 4 tiene una magnitud mayor que la fuerza reducida F1 del accionamiento de la tolva de alimentación 5. La fuerza resultante FR se muestra en consecuencia mediante una flecha en el tope 6. La tolva de alimentación 1 y la esclusa 2 están acoplados por las fuerzas actuantes y se mueven juntos.
A continuación se explica más detalladamente, con referencia a la Figura 7, el control 8 del accionamiento de la tolva de alimentación 5 establecido para este fin. La disposición del vibrador según la invención permite mantener la tolva de alimentación 1 en la posición de contacto con la esclusa 2 mientras ésta se mueve. La forma de realización de esta sincronización entre la tolva de alimentación 1 y la esclusa 2, que permite la transferencia del material a granel 3 descrita anteriormente con referencia a las figuras 1 a 5, mientras que la disposición de vibrador sigue funcionando continuamente, evita ventajosamente los tiempos de inactividad. La sincronización entre la tolva de alimentación 1 y la esclusa 2 es necesaria porque, durante la transferencia del material a granel, el vertedero 16 entra en la esclusa 2 a través de la entrada abierta 11 (véase la figura 3), de modo que pueda tener lugar una transferencia segura del material a granel 3. De lo contrario, el vertedero 16 podría romperse y el material a granel 3 podría quedar atrapado en la esclusa. De lo contrario, el vertedero 16 podría dañarse y el material a granel 3 podría caer sobre una obra situada debajo, causando daños materiales y/o personales. El control 8 del accionamiento de la tolva de alimentación 5 permite mantener el movimiento sincronizado entre la tolva de alimentación 1 y la esclusa 2 a la velocidad de funcionamiento de la disposición de vibradores durante un proceso de estirado y compactación, es decir, un movimiento ascendente y descendente de la disposición de vibrador. Por ejemplo, el accionamiento de la tolva de alimentación 5 y el accionamiento de la esclusa de aire 4 disponen cada uno de un cabrestante hidráulico separado, mostrándose en la figura 7 únicamente el cabrestante hidráulico 53 del accionamiento de la tolva de alimentación 5.
Para el acoplamiento entre la tolva de alimentación 1 y la esclusa 2, el carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1 se desplaza en primer lugar desde la posición de espera según la figura 5 en dirección al tope 6 del carro de guía 41 de la esclusa 2. Esto se realiza preferentemente en un movimiento rápido hasta que el sensor de proximidad 9 (véase la figura 6) indica a la unidad de control 8 que mueva el carro de guía 51 en un movimiento de arrastre hacia el tope 6.
El procedimiento según la invención prevé a continuación que, en la posición de contacto, una fuerza del accionamiento 5 de la tolva de alimentación en la dirección del tope 6 se reduzca de un primer valor a un segundo valor, teniendo el segundo valor una cantidad menor que una fuerza de accionamiento del accionamiento 4 de la cerradura, que se implementa en el ejemplo de realización mediante el control 8 según la Figura 7. El carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1 permanece controlado activamente hacia arriba a través de una válvula proporcional 17 durante todo el procedimiento de transferencia descrito anteriormente según las figuras 1 a 3. En consecuencia, la válvula proporcional 17 se muestra en una posición de conmutación para un movimiento de la tolva de alimentación 1 hacia arriba, en la dirección del tope 6. A través de un conducto hidráulico 21 se suministra aceite a un motor hidráulico 55 del accionamiento del depósito de alimentación 5 a través de la válvula proporcional 17 controlada activamente. A través del conducto hidráulico 22 se produce un flujo de retorno del aceite en un lado de baja presión del motor hidráulico 55. La dirección del flujo de aceite en la posición de conmutación ilustrada de la válvula proporcional 17 se muestra mediante las flechas de dirección de los conductos hidráulicos 21, 22. La conmutación de la válvula proporcional 17 provocaría un movimiento descendente de la tolva de alimentación 1, por ejemplo de la posición de contacto a la posición de espera, que no se muestra aquí. Una flecha doble P representa las direcciones opuestas del movimiento hacia arriba y hacia abajo.
El motor hidráulico 55 del accionamiento de la tolva de alimentación 5 está conectado mediante un eje a un cabrestante 53, a través del cual un cable 54 conectado al carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1 mueve la tolva de alimentación 1 hacia arriba o hacia abajo. En paralelo con el motor hidráulico 55 se ha previsto una derivación 23, que dispone de una válvula de derivación 19 para abrir y cerrar la derivación 23. Una válvula de alivio de presión ajustable 20 está dispuesta además en la derivación 23, de modo que cuando la derivación 23 está abierta, la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación 5 se reduce desde el primer valor hasta el segundo valor definido por la válvula de alivio de presión 20.
Tras alcanzar la posición de contacto, el carro de guía 41 de la esclusa 2 determina el movimiento del carro de guía 51 de la tolva de alimentación 1, mientras que este último sigue presionando hacia arriba contra el tope 6 del carro de guía 41 de la esclusa 2. El alcance de la posición de contacto es detectado por otro sensor 18, en este caso un sensor de presión 18, que provoca que la válvula de derivación 19 abra la derivación 23. Para este fin, la válvula de derivación está diseñada como una válvula de 2/2 vías 19 en el ejemplo de realización. A través de la válvula limitadora de presión 20, que está ajustada a un valor de presión fijo, se mantiene una presión de contacto para generar la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación 5 reducida al segundo valor. La fuerza reducida al segundo valor se genera bajo la presión de contacto mediante el motor hidráulico 55 y se transmite al cable de tracción 54 conectado al carro de guía 51 a través del cabrestante 53. La flecha de par de giro marcada con M representa un par de giro del accionamiento de la tolva de alimentación 5.
En caso de movimiento ascendente de la tolva de alimentación 2 con la tolva de alimentación 1 en la posición de contacto, por ejemplo al tirar del conjunto vibrador, la tolva de alimentación 1 sigue a la tolva de alimentación 2 como resultado de la presión de contacto definida por la válvula limitadora de presión 20 de acuerdo con la velocidad de trabajo de la tolva de alimentación 2. El motor hidráulico 55 del accionamiento de la tolva de alimentación 5 sigue recibiendo aceite a través de la válvula proporcional 17 controlada de forma activa a través del conducto hidráulico 21. Una dirección de flujo del aceite durante el movimiento ascendente de la esclusa 2 corresponde a la dirección de flujo descrita anteriormente y se representa adicionalmente mediante una primera flecha P1. Sin embargo, debido a la derivación abierta 23, la presión en el motor hidráulico 55 se reduce a la presión de contacto para generar la fuerza del accionamiento del depósito de alimentación 5 reducida al segundo valor. La presión de contacto se ajusta mediante la válvula limitadora de presión 20, en particular al menos a un nivel tal que la fuerza del accionamiento del contenedor de alimento 5 generada por el motor hidráulico 55 y reducida al segundo valor compense una fuerza de peso de las masas del contenedor de alimento 1 y del material a granel 3, y además genere la fuerza de accionamiento necesaria para que el contenedor de alimento 1 siga el cierre 2 sin deformación. La dirección de la fuerza del peso se muestra mediante una flecha marcada con una G.
En caso de movimiento descendente de la esclusa 2 con el contenedor de alimento 1 en la posición de contacto, por ejemplo durante los movimientos de retracción, impacto y trote, el carro de guía 41 de la esclusa 2 presiona contra el carro de guía del contenedor de alimento 1 con una fuerza mayor. De este modo, el motor hidráulico 55 del accionamiento de la tolva de alimentación 5 se desplaza en sentido contrario a su sentido de giro real debido a la fuerza que actúa a través del cabrestante 53. Dado que la presión hidráulica a través de la válvula proporcional 17 es superior a la presión de contacto definida por la válvula limitadora de presión 20, el aceite fluye a través de la derivación abierta 23, es decir, a través de la válvula de derivación abierta 19, la válvula limitadora de presión 20 y una válvula antirretorno 24 hacia el lado de baja presión del motor hidráulico 55, que lo aspira para evitar la cavitación. La segunda flecha P2 muestra la dirección del flujo de aceite a través del motor hidráulico 55 y la válvula de derivación 23 durante el movimiento descendente de la esclusa 2.
Una vez finalizado el procedimiento de transferencia a granel, se conmuta la válvula proporcional 17 (no mostrada), invirtiendo la dirección de la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación 5 y haciendo que la tolva de alimentación 1 abandone la posición de atraque. El sensor de presión 18 se descarga y cierra la válvula de derivación 19 de la derivación 23. La tolva de alimentación 1 sale de la posición de carga y pasa a la posición de espera hasta el siguiente proceso de carga, que se inicia conmutando de nuevo la válvula proporcional 17 a la posición mostrada en la Figura 7. La masa de la tolva de alimentación 1 que tira en la dirección de la fuerza de peso G desciende de forma controlada por medio de una válvula de freno de descenso 25. Una válvula de seguridad 26, diseñada aquí como válvula limitadora de presión, impide la sobrecarga del cable 54.
Listado de signos de referencia
1 Tolva de alimentación
2 Esclusa
3 Material a granel
4 Accionamiento de la esclusa
41 Carro de guía de la esclusa
42 Suspensión de la esclusa
5 Accionamiento de la tolva de alimentación
51 Carro guía de la tolva de alimentación
52 Suspensión de la tolva de alimentación
53 Elevador del accionamiento de la tolva de alimentación
54 Cuerda, cable metálico, cable de tracción del accionamiento de la tolva de alimentación
55 Motor hidráulico del accionamiento de la tolva de alimentación
6 Tope
7 Tubo del silo
8 Control del accionamiento de la tolva de alimentación
9 Sensor, sensor de proximidad
10 Salida, obturador cónico
11 Entrada, trampilla
12 Varillaje de accionamiento
14 Abertura de salida
15 Mecanismo giratorio
16 Conducto de descarga
17 Válvula proporcional
18 Sensor, sensor de presión
19 Válvula de derivación
20 Válvula limitadora de presión
21 Tubería hidráulica
22 Tubería hidráulica
23 Derivación
24 Válvula de retención
25 Válvula de contrapeso
26 Pieza de limpieza, boquilla
P Flecha doble
P1 Primera flecha, primer sentido de circulación
P2 Segunda flecha, segundo sentido de circulación
M Flecha de par
G Dirección de la fuerza del peso
F1 Flecha de fuerza, primer valor de fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación F2 Flecha de fuerza, segundo valor de fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación FS Flecha de fuerza, valor de fuerza del accionamiento de la esclusa
FR Fuerza resultante
Claims (15)
1. Disposición de vibrador para la mejora del suelo, que comprende
una esclusa (2) con un tubo de silo (7) y con un accionamiento de esclusa (4) para mover la esclusa; en donde la esclusa está diseñada para recibir un material a granel (3) y guiarlo hacia el tubo de silo,
una tolva de alimentación (1) para alimentar el material a granel (3) a la esclusa, estando previsto un accionamiento de la tolva de alimentación (5) para mover la tolva de alimentación entre una posición de espera y una posición de aplicación contra un tope (6) formado en la esclusa (2),
caracterizado porque
un control (8) del accionamiento de la tolva de alimentación (5) está diseñado para reducir una fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación en la dirección del tope (6) de un primer valor a un segundo valor en la posición de contacto, teniendo el segundo valor una cantidad menor que una fuerza del accionamiento de la esclusa (4), es decir, la fuerza de accionamiento que actúa sobre la esclusa.
2. Disposición de vibrador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el control (8) del accionamiento de la tolva de alimentación (5) está diseñado además para mantener la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación que actúa en la dirección del tope (6) después de que se haya alcanzado la posición de aplicación durante una recogida de material a granel (3) de la tolva de alimentación (1) en la esclusa (2).
3. Disposición de vibrador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos dos sensores diferentes (9, 18) para determinar una posición de la tolva de alimentación (1) con respecto a la esclusa (2) están conectados al control (8).
4. Disposición de vibrador de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque al menos uno de los sensores (18) emite una señal en cuanto la tolva de alimentación (1) alcanza la posición de aplicación.
5. Disposición de vibrador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el accionamiento de la tolva de alimentación (5) comprende un motor hidráulico (55), estando previsto una derivación (23) en paralelo con el motor hidráulico, comprendiendo la derivación una válvula de derivación (19) para abrir y cerrar la derivación.
6. Disposición de vibrador de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación (5) se reduce del primer valor al segundo valor cuando la derivación (23) está abierta.
7. Disposición de vibrador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizada en que la derivación (23) presenta una válvula de alivio de presión ajustable (20).
8. Disposición de vibrador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la esclusa (2) presenta una salida (10) cerrable, en donde la salida se abre para dirigir el material a granel (3) desde la esclusa hacia el tubo del silo (7).
9. Disposición de vibrador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la esclusa (2) presenta una entrada (11) cerrable, estando dicha entrada abierta para tomar el material a granel (3) de la tolva de alimentación (1).
10. Procedimiento para transferir material a granel (3) desde una tolva de alimentación (1) a una esclusa (2) con un tubo de silo (7) en una disposición de vibrador,
en donde la esclusa se mueve mediante un accionamiento de esclusa (4),
en donde la tolva de alimentación se llena con el material a granel,
en donde la tolva de alimentación es movida por un accionamiento de la tolva de alimentación (5) entre una posición de espera y una posición de aplicación en un tope (6) formado en la esclusa (2),
caracterizado porque
en la posición de aplicación una fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación (5) en la dirección del tope se reduce de un primer valor a un segundo valor, teniendo el segundo valor una cantidad menor absoluta que una fuerza motriz del accionamiento de esclusa (4), es decir, aquella fuerza motriz que actúa sobre la esclusa.
11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la tolva de alimentación (1) se mantiene en la posición de aplicación por la fuerza reducida al segundo valor cuando se mueve la esclusa (2).
12. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque al menos una parte del material a granel (3) se transfiere de la tolva de alimentación (1) a la esclusa (2) mientras la tolva de alimentación se mantiene en la posición de contacto.
13. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque la tolva de alimentación (1) se mantiene en la posición de contacto cuando la esclusa (2) se mueve en una primera dirección hacia la posición de espera moviendo la tolva de alimentación (1) junto con la esclusa (2) en la primera dirección, en donde una fuerza motriz del accionamiento de la esclusa (4) actúa sobre la tolva de alimentación a través del tope (6) y vence a la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación (5) reducida al segundo valor.
14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la tolva de alimentación (1) se mantiene en la posición de aplicación cuando la esclusa (2) se mueve en una segunda dirección opuesta a la primera dirección por la tolva de alimentación que sigue el tope (6) en la segunda dirección por la fuerza del accionamiento de la tolva de alimentación (5) reducida al segundo valor.
15. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque, después de alcanzar la posición de aplicación, se cierra una salida (10) cerrable entre el tubo del silo (7) ventilado por presión y la esclusa (2), ventilándose por separado la esclusa antes de abrirse una entrada (11) cerrable de la esclusa.
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