ITPD20110310A1 - Benna per la vagliatura e la frantumazione di materiale inerte con valvola equilibratrice - Google Patents

Benna per la vagliatura e la frantumazione di materiale inerte con valvola equilibratrice Download PDF

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ITPD20110310A1
ITPD20110310A1 IT000310A ITPD20110310A ITPD20110310A1 IT PD20110310 A1 ITPD20110310 A1 IT PD20110310A1 IT 000310 A IT000310 A IT 000310A IT PD20110310 A ITPD20110310 A IT PD20110310A IT PD20110310 A1 ITPD20110310 A1 IT PD20110310A1
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Italy
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bucket
crushing
screening device
casing
screening
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Diego Azzolin
Guido Azzolin
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Meccanica Breganzese S P A
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Description

BENNA PER LA VAGLIATURA E LA FRANTUMAZIONE DI MATERIALE INERTE
CON VALVOLA EQUILIBRATRICE
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad una benna per la vagliatura e la frantumazione di materiale inerte del tipo comprendente le caratteristiche menzionate nel preambolo della rivendicazione principale.
Nell’ambito tecnico di riferimento, sono note benne, applicabili all’estremità del braccio di una macchina operatrice, comprendenti una carcassa esterna, configurata per la raccolta di materiale inerte, quale pietrisco, materiale di risulta da demolizioni di strutture edilizie, al cui interno sono montati mezzi per la frantumazione del materiale raccolto.
Un esempio di tale tipologia di benne à ̈ descritto nel brevetto europeo EP 1532321, in cui la benna presenta forma di corpo a cucchiaio ed i mezzi di frantumazione sono realizzati tramite una coppia di mascelle che agiscono sul materiale da frantumare con un movimento alternato.
In tali benne à ̈ normalmente definita un’apertura per il materiale da frantumare, all’interno della quale il materiale viene inserito facendo effettuare una funzione di pala di raccolta alla benna, tramite un’apposita movimentazione del braccio della macchina operatrice.
Dalla domanda di brevetto internazionale WO 2006/105864 à ̈ altresì noto predisporre sulla carcassa, oltre ai mezzi di frantumazione, anche dei mezzi di vagliatura all’ingresso della benna.
I mezzi di vagliatura sono realizzati tramite una piastra forata che forma il fondo della bocca di ingresso del materiale da frantumare e sulla quale il materiale viene adagiato dopo essere stato raccolto. La piastra à ̈ associata ad un sistema vibrante per porla in vibrazione e lasciar cadere il materiale di piccole dimensioni.
Dopo tale vagliatura iniziale, la benna viene sollevata, lasciando cadere il materiale nella zona di frantumazione in maniera concettualmente analoga alle altre benne note.
Tale sistema di vagliatura e frantumazione combinate richiede l’azionamento di due differenti gruppi motori con una scarsa ottimizzazione dal punto di vista energetico e, in ogni caso, à ̈ poco pratico per l’operatore della macchina operatrice che à ̈ costretto a gestire contestualmente il movimento del braccio dell’escavatore ed i relativi due comandi di attivazione dei gruppi motori.
Inoltre, le fasi di vagliatura e di frantumazione, l’una successiva all’altra, non sono in alcun modo coordinate durante il funzionamento della benna, rendendo quindi tale soluzione poco pratica nell’utilizzazione e di fatto, causandone la difficile applicabilità a livello industriale.
Pertanto, il problema tecnico che à ̈ alla base della presente invenzione à ̈ quello di fornire un benna per la frantumazione e la frantumazione di materiale inerte che consenta di ovviare agli svantaggi sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota.
Tale problema à ̈ risolto dalla benna secondo la rivendicazione 1.
La presente invenzione presenta alcuni rilevanti vantaggi. Il vantaggio principale consiste nel fatto che la benna secondo la presente invenzione à ̈ in grado di effettuare una vagliatura ed una frantumazione con un’unica benna ottimizzando il consumo energetico e coordinando in maniera precisa ed affidabile nelle due operazioni.
Altri vantaggi, caratteristiche e le modalità d’impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ una vista laterale in sezione di una benna secondo la presente invenzione in una prima configurazione operativa;
- le figure 1A ed 1B sono rispettivamente una vista laterale in sezione ed una vista prospettica in sezione di una valvola idraulica a tre vie, particolare della benna di figura 1, nella prima configurazione operativa;
- la figura 2 Ã ̈ una vista laterale in sezione della benna secondo la presente invenzione in una seconda configurazione operativa;
- le figure 2A e 2B sono rispettivamente una vista laterale in sezione ed una vista prospettica in sezione della valvola idraulica a tre vie, particolare della benna di figura 2, nella seconda configurazione operativa.
Con riferimento inizialmente alla figura 1, una benna per la frantumazione di materiale inerte, quale ad esempio materiale di scarto proveniente da demolizioni di strutture edilizie o escavazioni, à ̈ indicata complessivamente con il numero di riferimento 100. Tale benna à ̈ del tipo adatto ad essere montata su un braccio mobile di una macchina operatrice, non illustrata in figura, tramite una piastra di collegamento 5 o altri mezzi di aggancio equivalenti.
La benna 100 comprende una carcassa esterna 1, all’interno della quale sono predisposti dei mezzi di frantumazione 3, illustrati schematicamente.
I mezzi di frantumazione 3 sono disposti all’interno di un canale di avanzamento 101 del materiale da frantumare lungo il quale à ̈ definita una direzione di avanzamento A, sostanzialmente parallela alla direzione di sviluppo longitudinale della benna.
Inoltre, secondo una forma di realizzazione preferita, i mezzi di frantumazione 3 sono del tipo a mascelle, e comprendono almeno una ganascia mobile 31, preferibilmente associata ad una ganascia fissa 32, che si sposta con moto alternato lungo una direzione di frantumazione C perpendicolare alla direzione di avanzamento A del materiale, come illustrato in figura 2. Peraltro, il movimento della ganascia 31 può essere combinato, con una componente nella direzione C ed una componente parallela alla direzione di avanzamento A.
Si noti anche che nella presente forma di realizzazione il canale 101 presenza una sezione trasversale di forma sostanzialmente rettangolare, in maniera da consentire al suo interno la movimentazione della ganascia 31.
Nella benna 100 à ̈ definita una sezione di ingresso 10 per l’immissione del materiale da frantumare nella carcassa 1 ed à ̈ predisposto un dispositivo di vagliatura 2 del materiale da frantumare disposto in posizione intermedia tra l’apertura di ingresso 10 ed i mezzi di frantumazione 3. La carcassa comprende inoltre un’appendice a paletta 42 disposta a monte del dispositivo di vagliatura 2 rispetto alla direzione di avanzamento A, che consente di migliorare la raccolta del materiale da frantumare da terra o più in generale da una qualunque superficie di lavoro.
In maggiore dettaglio, il dispositivo di vagliatura 2 comprende almeno un organo rotante 20 e, nella presente forma di realizzazione, tale organo rotante 20 à ̈ girevole attorno ad un’asse Y sostanzialmente perpendicolare alla direzione di avanzamento A del materiale verso i mezzi di frantumazione 3, come illustrato in figura 2.
In maggiore dettaglio, il dispositivo di vagliatura 2 Ã ̈ formato da una coppia di organi rotanti, girevoli in verso concorde, e supportati sulla carcassa 1 stessa, in posizione adiacente ad una apertura di ingresso 11 della carcassa che, nella presente forma di realizzazione, coincide con la sezione di ingresso 10.
Ciascun organo rotante 20 à ̈ in forma di albero e supporta una pluralità di dischi 21, anch’essi con asse parallelo all’asse di rotazione Y.
Gli organi rotanti sono distanziati tra loro nonché distanziati da rispettivi bordi del fondo del canale 101, tali bordi essendo adiacenti agli organi rotanti, in maniera tale da definire degli spazi sufficienti al passaggio del materiale che non necessita frantumazione.
In particolare, tramite la rotazione degli organi rotanti e, in particolare del loro posizionamento sulla carcassa, à ̈ possibile da un lato effettuare una vagliatura delle parti di materiale da frantumare che hanno grandezza inferiore ad una predeterminata dimensione e che per loro natura non necessitano frantumazione e, dall’altro lato permettere l’avanzamento verso i mezzi di frantumazione 3 alle parti di materiale da frantumare di grandezza superiore a tale predeterminata dimensione.
Come sarà comunque meglio illustrato a seguire, il dispositivo di vagliatura 2 potrà anche essere di tipo diverso, ad esempio realizzato tramite un cesto vagliatore girevolmente connesso alla carcassa e girevole attorno ad un asse parallelo alla direzione di avanzamento A, oppure ancora tramite una piastra vibrante posta a monte dei mezzi di frantumazione.
In maniera concettualmente analoga alle benne realizzate secondo tecnica nota, il funzionamento della benna secondo la presente invenzione prevede una prima fase di raccolta nella quale avviene la benna opera come pala, raccogliendo dal suolo il materiale da frantumare.
Dopo essere stato raccolto, il materiale da frantumare viene sottoposto a vagliatura tramite il dispositivo 2, preliminarmente alla successiva frantumazione. Infatti, uno degli scopi della vagliatura consiste nell’evitare la presenza di materiali sabbiosi e in generare di dimensioni tali da non richiedere frantumazione nei mezzi di frantumazione 3.
In tale fase di vagliatura la benna 100 à ̈ disposta nella configurazione operativa di figura 1, ovverosia in posizione sostanzialmente parallela al suolo il quale definisce pertanto una superficie di riferimento S per l’orientazione angolare della benna.
Tipicamente, la fase di vagliatura dura pochi secondi e, dopo tale vagliatura iniziale, l’operatore inclina verso l’alto la benna, fino a portarla nella configurazione operativa descritta dalla figura 2, in cui la benna à ̈ inclinata di un angolo ω rispetto alla superficie di riferimento S.
In tale configurazione il materiale presente nel canale 101 viene inviato per gravità verso i mezzi di frantumazione 3, che effettuano la frantumazione del materiale già vagliato dal dispositivo 2.
Si noti quindi che durante la vagliatura non à ̈ richiesto il funzionamento dei mezzi di frantumazione e, viceversa, durante la frantumazione non à ̈ richiesta la vagliatura del materiale se non per quella parte di materiale che durante il sollevamento della benna rimane ancora adiacente al dispositivo di vagliatura. Allo scopo di ottimizzare il passaggio tra le due operazioni operative, la benna secondo la presente invenzione comprendere mezzi di rilevazione 44 di un angolo di orientazione ω della benna 100 rispetto alla superficie di riferimento S che, pertanto, consentono di identificare la configurazione operativa della benna
In questo modo, sarà possibile azionare selettivamente il dispositivo di vagliatura 2 o i mezzi di frantumazione 3 in funzione dell’angolo di orientazione ω della benna 100 rilevato dai mezzi di rilevazione suddetti 44.
Secondo una forma di realizzazione preferita, la benna comprende inoltre mezzi di commutazione 4, che permettono di effettuare una commutazione tra l’azionamento del dispositivo di vagliatura 2 e l’azionamento dei mezzi di frantumazione 3.
In particolare, i mezzi di commutazione sono tali per cui quando la benna 100 à ̈ parallela alla superficie di riferimento S, in base a quanto rilevato dai mezzi di rilevamento dell’angolo ω, à ̈ azionato unicamente il dispositivo di vagliatura 2, con i mezzi di frantumazione 3 che invece non sono operativi.
Viceversa, quando la benna 100 à ̈ inclinata rispetto alla superficie di riferimento S maggiormente rispetto ad un angolo limite ωlim, sempre rilevato dai mezzi di rilevamento suddetti, i mezzi di commutazione commuteranno il funzionamento della benna in maniera tale che siano azionati unicamente i mezzi di frantumazione 3, con il dispositivo di vagliatura 2 non operativo.
In aggiunta, à ̈ previsto che i mezzi di commutazione 4 effettuino una commutazione graduale tra l’azionamento del dispositivo di vagliatura 2 e quello dei mezzi di frantumazione 3. In questo modo, quando la benna 100 à ̈ in una posizione intermedia tra la posizione parallela alla superficie di riferimento S e l’angolo limite ωlimil dispositivo di vagliatura 2 ed i mezzi di frantumazione 3 sono entrambi almeno parzialmente in funzione.
Di conseguenza, quando la benna 100 viene sollevata, inizialmente viene ridotta la rotazione degli organi rotanti 20 del dispositivo di vagliatura 2 e parzialmente azionati i mezzi di frantumazione 3, fino ad ottenere l’arrestato completo del dispositivo di vagliatura e un azionamento completo dei mezzi di frantumazione 3. In questo modo, si potranno prevedere situazioni in cui il dispositivo di vagliatura 2 continua, seppur con intensità minore, l’azione di vagliatura anche durante il funzionamento dei mezzi di frantumazione.
Tale modalità di funzionamento può in particolare essere effettuata azionando tramite un circuito idraulico sia il dispositivo di vagliatura, sia i mezzi di frantumazione.
Inoltre, preferibilmente gli azionamenti del dispositivo di vagliatura 2 e dei mezzi di frantumazione 3 sono alimentati da un'unica portata di olio o altro fluido operativo, fornita dalla macchina operatrice.
Di conseguenza, la portata di fluido operativo viene inviata al dispositivo di vagliatura 2 o ai mezzi di frantumazione 3 in funzione dell’angolo di orientazione ω.
Secondo una forma di realizzazione preferita, i mezzi di commutazione e i mezzi di rilevazione sono di tipo meccanico, formati da una valvola idraulica a tre vie 4, provvista di un otturatore mobile di commutazione 45, associato ad un contrappeso 44, oscillante in funzione dell’angolo ω, che realizza i mezzi di rilevazione suddetti.
In maggiore dettaglio, la valvola idraulica a tre vie 4 include un ingresso 41 del fluido operativo, una prima uscita 42 connessa all’azionamento del dispositivo di vagliatura 2 ed una seconda uscita 43 connessa invece all’azionamento di detti mezzi di frantumazione 3. In particolare, nella presente forma di realizzazione il fluido operativo alimenta i rispettivi motori idraulici del dispositivo di vagliatura e dei mezzi di frantumazione.
L’otturatore mobile 45 permette quindi di selezionare la prima uscita 42, detta seconda uscita 43 o di distribuire la portata d’olio tra le due uscite, in funzione della posizione relativa dello stesso rispetto al corpo della valvola 4.
Il contrappeso 44 à ̈ incernierato ad un’estremità 46 dell’otturatore 45 ed oscilla attorno ad un perno 47 solidale alla carcassa 1. In questo modo, la rotazione della carcassa 1, causata dalla movimentazione della benna, produce un conseguente spostamento dell’otturatore 44 commutando il funzionamento della valvola tra la prima uscita 42 e la seconda uscita 43.
In particolare, il contrappeso 44 si comporta come una biella ed il suo movimento di rotazione viene trasformato in un moto rettilineo dell’otturatore 45, che si comporta come un pistone. Il contrappeso 44 à ̈ inoltre realizzato in maniera tale che l’azione di gravità tenda a mantenere la biella, definita da una direzione di sviluppo longitudinale del contrappeso o, in alternativa, dalla retta che collega il centro di rotazione tra otturatore 45 e contrappeso 44 ed il centro di rotazione del contrappeso sul perno 47, in posizione perpendicolare rispetto al suolo e, quindi, rispetto alla superficie di riferimento S, a prescindere dall’orientazione della benna. Secondo una forma di realizzazione preferita, la valvola 4 può essere a sua volta orientabile rispetto alla carcassa 1, essendo anch’essa girevole attorno ad un asse di rotazione perpendicolare alla direzione di avanzamento A e parallelo all’asse di rotazione definita dall’angolo ω. In particolare, la valvola 4 comprende un’asola 49 che definisce un arco di circonferenza che scorre su un perno 48, solidale alla carcassa 1. Tramite tale movimento sarà possibile modificare l’orientazione della valvola 4 rispetto alla carcassa 1, consentendo quindi di ritardare o anticipare la commutazione tra una prima o una seconda uscita della valvola. Infatti, come sopra illustrato, la valvola commuta l’uscita in funzione dell’orientazione della benna, e impostando un angolo relativo tra valvola e benna, sarà possibile ottenere tale effetto.
L’invenzione risolve quindi il problema proposto, conseguendo al contempo una pluralità di vantaggi, tra cui una migliore gestione delle differenti fasi operative di vagliatura e frantumazione e un risparmio in termini di consumi energetici. In particolare, la possibilità di inviare selettivamente la portata d’olio all’organo rotante o ai mezzi di frantumazione permette di ridurre la portata d’olio richiesta per l’utilizzazione della benna.
Ad ogni modo, à ̈ evidente che in alternativa al sistema meccanico descritto potranno essere utilizzati anche sistemi elettronici, prevedendo un sensore angolare digitale associato ad una valvola azionata elettricamente o ad altri mezzi di commutazione di tipo elettrico o elettronico. In questo caso, la gestione del sistema può essere affidata ad un’unità di controllo elettronica che gestisce le fasi di vagliatura e di frantumazione in base ai dati rilevati dal sensore angolare, in maniera concettualmente analoga a quanto precedentemente descritto.

Claims (13)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Benna (100) per la vagliatura e la frantumazione di materiale inerte comprendente una carcassa esterna (1), un dispositivo di vagliatura (2) del materiale da frantumare e mezzi di frantumazione (3) predisposti in detta carcassa (1) per frantumare il materiale, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rilevazione (44) di un angolo di orientazione (ω) della benna (100) rispetto ad una superficie di riferimento (S), in cui detto dispositivo di vagliatura (2) e detti mezzi di frantumazione (3) sono selettivamente azionati, singolarmente o in combinazione, in funzione di detto angolo di orientazione (ω) della benna (100).
  2. 2. Benna (100) secondo la rivendicazione 1, comprendente mezzi di commutazione (4) dell’azionamento di detto dispositivo di vagliatura (2) e di detti mezzi di frantumazione (3), detti mezzi di commutazione essendo tali per cui quando la benna (100) à ̈ parallela a detta superficie di riferimento (S) à ̈ azionato unicamente il dispositivo di vagliatura (2), i mezzi di frantumazione (3) essendo non operativi, e quando la benna (100) à ̈ inclinata rispetto alla superficie di riferimento (S) maggiormente rispetto ad un predeterminato angolo limite (ω<lim>) sono azionati unicamente i mezzi di frantumazione (3), il dispositivo di vagliatura (2) essendo non operativo.
  3. 3. Benna (100) secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di commutazione (4) sono atti a commutare gradualmente l’azionamento di detto dispositivo di vagliatura (2) e di detti mezzi di frantumazione (3), in maniera tale che quando la benna (100) à ̈ in una posizione intermedia tra detta posizione parallela alla superficie di riferimento (S) e detto angolo limite (ω<lim>) il dispositivo di vagliatura (2) ed i mezzi di frantumazione (3) sono entrambi almeno parzialmente azionati.
  4. 4. Benna (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di vagliatura (2) comprende organo rotante (20) girevolmente connesso a detta carcassa (1).
  5. 5. Benna (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di frantumazione (3) comprendono almeno una ganascia mobile (31) il cui moto alternato à ̈ ottenuto tramite un albero rotante (30) a cui detta ganascia à ̈ associata.
  6. 6. Benna (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui in cui detto dispositivo di vagliatura (2) e detti mezzi di frantumazione (3) comprendono un rispettivo azionamento di tipo idraulico, alimentato da un'unica portata di fluido operativo che viene inviata a detto dispositivo di vagliatura (2) e/o a detti mezzi di frantumazione (3) in funzione di detto angolo di orientazione (ω).
  7. 7. Benna secondo le rivendicazioni 4, 5 e 6, in cui la rotazione di detto organo rotante (20) e di detto albero (30) Ã ̈ effettuata tramite motori idraulici alimentati da detta unica portata di fluido operativo.
  8. 8. Benna (100) secondo la rivendicazione 2 o 3 ed una delle rivendicazioni 6 o 7, in cui detti mezzi di commutazione comprendono una valvola idraulica a tre vie (4), che include un ingresso (41) del fluido operativo, una prima uscita (42) connessa all’azionamento di detto dispositivo di vagliatura (2) ed una seconda uscita (43) connessa all’azionamento di detti mezzi di frantumazione (3), detta prima e seconda uscita essendo selezionabili in funzione di detto angolo di orientazione (ω).
  9. 9. Benna (100) secondo la rivendicazione 8, in cui detta valvola presenta un otturatore mobile (45) per selezionare detta prima uscita (42) e/o detta seconda uscita (43), detto otturatore (45) essendo associato ad un contrappeso (44) incernierato ad un’estremità (46) di detto otturatore (45) ed oscillante attorno ad un perno (47) solidale a detta carcassa (1), in maniera tale che la rotazione di detta carcassa produca un conseguente spostamento di detto otturatore (45) commutando il funzionamento di detta valvola tra la prima uscita (42) e la seconda uscita (43).
  10. 10. Benna secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detta valvola (4) à ̈ orientabile rispetto alla carcassa (1), essendo girevole attorno ad un asse di rotazione parallelo ad un asse di rotazione definito da detto angolo (ω).
  11. 11. Benna secondo la rivendicazione 9, in cui detta valvola (4) comprende un’asola (49) che definisce un arco di circonferenza ed à ̈ atta a scorrere su un perno (48) solidale alla carcassa (1).
  12. 12. Benna (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di vagliatura (2) Ã ̈ in forma di cesto a sviluppo tronco-conico girevole attorno ad un asse parallelo ad una direzione di avanzamento (A) del materiale da frantumare.
  13. 13. Benna (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di aggancio (5) ad un’estremità libera di un braccio di una macchina operatrice.
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