MEJORAS EN LOS MOLINOS DE MARTILLOS SECUNDARIOS Y TERCIARIOS REVERSIBLES Y NO REVERSIBLES Campo técnico La presente invención se relaciona con mejoras en los molinos de martillos, tanto secundarios como terciarios, reversibles y no reversibles, para la producción de materiales inertes, que utilizan un dispositivo giratorio especial de intercepción de flujo de alimentación de los materiales inertes, dotados con cuchillas ahusadas con una velocidad de giro periférica menor y un espesor pequeño hacia la extremidad libre, capaz de lanzar los materiales inertes en modo discontinuo, violentamente contra la parte frontal de los martillos y únicamente en el momento en el cual pasan los martillos .
Estado de la Técnica El estado actual de los molinos de martillos para golpear, tanto secundarios como terciarios, utilizados para producir el material inerte, introducen problemas notables: porcentaje elevado de reciclaje con repercusión sobre la productividad, alto porcentaje de polvo en el producto obtenido, problemas de impacto ambiental y protección de la salud de los trabajadores en los ambientes de trabajo por la enorme cantidad de polvo que es emitida por el martillo en fase de ejercicio, mala granulometria y naturaleza polihédrica del producto obtenido (presencia escasa de partículas pequeñas con exceso de polvo) , fuerte desgaste de los martillos y las paredes armadas) . La causa principal de la ineficacia es la fuerte velocidad periférica de los martillos para romper el material inactivo, que no permite un paso fácil del mismo material en la parte frontal de los martillos; debido a que realmente trabajan para chocar con la parte frontal del martillo, en lugar del sistema tradicional para triturar (estudios efectuados por la solicitante han indicado esto) , la presente resuelve todos los problemas mencionados anteriormente. En los molinos terciarios, para poder llegar a tratar gradilla de hasta 30 milímetros de diámetro, es necesario arribar a una velocidad periférica de alrededor de 70 m/s mientras que los molinos secundarios, con gradillas del orden de cientos de milímetros a lo más es necesario alcanzar casi los 40 m/s. Esas velocidades son demasiado elevadas para permitir la penetración del material inerte con aquellas dimensiones, en un tiempo extremadamente corto (de aproximadamente 3/100 de segundo para el molino terciario y de aproximadamente el doble para el molino secundario) , sobre la parte frontal del martillo.
El fenómeno físico que se verifica es claramente señalado si se efectúa una simulación de la operación de un molino, por ejemplo de un molino terciario de dos martillos para la producción de arena, con una computadora personal. Tan pronto es introducida la gradilla en el molino debe notarse que el martillo, ya desde el primer impacto, una vez que toma cierta cantidad de materiales inertes, interfiere con las partículas de gradilla inmediatamente superiores no retenidas, soltándolas en caída libre. Se crea un fenómeno de interferencia entre las partículas superiores no interceptadas, cuya entidad está fuertemente restringida, sobre la de la velocidad de rotación periférica mencionada anteriormente (todo lo anterior) , también al espesor de la cabeza del martillo y el espesor del flujo de gradilla de alimentación que arriba desde lo alto en caída libre. Esas partículas de gradilla, no tardan mucho tiempo en regularizarse, debido a la alta frecuencia de golpeo del martillo por unidad de tiempo (aproximadamente treinta por segundo para los molinos terciarios de dos martillos) . Y entonces, por encima de todo cuando el borde del martillo comienza a aproximarse al desgaste, la gradilla prácticamente, que casi ya no es interceptada por la parte frontal del martillo, es rechazada (flota) y va hacia un canal entre la circunferencia perimétrica del rotor y la pared armada del molino, a través de un espacio que se vuelve más y más estrecho, delgado para ser forzada a la trituración en un punto que depende las dimensiones de algo de la gradilla. De ahi la necesidad de dotar al molino tradicional con un registro especial cerca de pared armada, en comparación con la circunferencia perimétrica del martillo (para establecer el tamaño máximo del material inerte para obtener un triturado y para compensar el desgaste de las partes superiores del martillo) . Los resultados de este sistema tradicional de trituración son, inevitablemente, todo lo negativo que se ha expuesto al principio del párrafo.
PROPOSITOS Y VENTAJAS DE LA INVENCION Los objetos de la presente invención son los molinos de martillos, tanto secundarios como terciarios, reversibles y no para la producción de materiales inertes, concebidos totalmente en una forma nueva y original, que permite resolver definitivamente a través de un sistema de producción diferente (de impacto total con la parte frontal del martillo, en lugar de la trituración tradicional) , todos los diferentes problemas expuestos anteriormente. Teniendo en mente los problemas mencionados ' anteriormente que determinan el fenómeno de interferencia, por lo tanto, la producción para triturar (velocidad de rotación periférica fuerte y espesor de la cabeza del materillo, así como el ancho de flujo del material de alimentación) , la idea ha sido utilizar un dispositivo giratorio especial para la intercepción del material inerte, análogo al del molino tradicional, pero que tenía partes que interceptan (cuchillas) , caracterizado por una velocidad de giro periférica menor y por un espesor menor de la cabeza; todo alimentado por un flujo menor de alimentación. Una vez interceptado un material inerte, este puede ser lanzado violentamente contra la parte frontal del martillo. Se espera que el lanzamiento discontinuo, únicamente en el momento en el cual el martillo, para el cual la cabeza del mismo no es golpeada por el material inactivo pasa, y por lo tanto, no existe interferencia entre las diferentes partículas de material inerte. De esta manera, se resuelve el problema de interferencia con la adopción de un dispositivo efectivo para la intercepción del material inerte, en el que es asegurado el impacto sobre la parte frontal del martillo. El logro del impacto sobre la parte frontal del martillo resuelve brillantemente todos los problemas limitantes mencionados anteriormente del sistema tradicional para producir triturados . Todo está perfectamente confirmado por los resultados obtenidos por la solicitante, no únicamente a través de estudios efectuados con simulaciones de operación con computadora, sino también de pruebas realizadas en un prototipo de molino de martillos. Llegamos a la obtención de los siguientes resultados excepcionales, en comparación con el molino tradicional genérico: incremento de la producción de aproximadamente el doble, en comparación con los molinos adicionales con los nuevos martillos, a aproximadamente el triple, en comparación con los molinos tradicionales con martillos consumidos; casi inexistencia de reciclaje; reducción de empleo de energía eléctrica a aproximadamente la mitad, a la paridad de producción; reducción de aproximadamente el 70% del polvo en el producto final; la casi ausencia del polvo liberado del molino hacia el ambiente externo (fuerte reducción del impacto ambiental, con protección de la salud de los trabajadores en los ambientes de trabajo) ; - buen producto poliédrico obtenido; buena granulometría del material inerte, con arenas que tienen porcentajes elevados de partes pequeñas;
puede obtenerse una granulometría diferente en la operación a la velocidad de impacto (cambio suficiente de la polea del motor) ; reducción del desgaste de los martillos y paredes armadas; especificando que tal desgaste, contrario a lo que se espera en el sistema tradicional, no provoca ningún inconveniente en relación a la constancia en el hecho de producción, energía eléctrica, polvo, naturaleza poliédrica, granulometría, etc. Además de resolver definitivamente, como se ha visto, todos los problemas inherentes al sistema de producción tradicional (trituración tradicional) , este nuevo sistema (de impacto completo) , introduce otras enormes ventajas, que serán descritas a continuación. Además del rotor clásico con los martillos, los molinos innovadores introducen, principalmente a solo algunos centímetros de distancia, un segundo rotor (dispositivo giratorio de intercepción) cuyo diámetro está en operación de las dimensiones del material inerte para tratar (un poco más pequeño para el molino secundario y mucho más para el molino terciario) , dotado con cuchillas especiales en igual número, de modo que los martillos, colocados en fases (mismo número de vueltas por unidad de tiempo) con el rotor principal a través de un órgano especial de transmisión, dentado. La característica principal del segundo rotor es que recibe el material inerte desde lo alto, para llevar este en consecuencia a una trayectoria circular y lanzarlo contra la parte frontal de los martillos del molino, en una dirección casi perpendicular a la parte frontal del martillo. Como puede notarse de la figura 1, el segundo componente del vector en la dirección de la velocidad del martillo, es poco inferior (aproximadamente 5-7%) en comparación con el mismo vector de velocidad de lanzamiento. Esto significa que la velocidad de lanzamiento se vuelve casi totalmente adictiva, en intensidad y sentido, a la velocidad periférica del martillo que golpea el material inerte. Considerando que ya desde el primer impacto el resquebrajamiento del material alcanza aproximadamente 70%, los principales resultados de estas características mencionadas anteriormente son que: teniendo en mente la contribución de la velocidad de lanzamiento, la velocidad periférica de rotación del martillo puede disminuir enormemente, sobre todo para el secundario (esta puede ser casi de la mitad), preservando también la velocidad necesaria de impacto para romper el material inactivo, con la ventaja principal de una penetración más fácil y controlada del mismo material inactivo hacia la parte frontal del martillo (hemos observado como disuadir velocidades de rotación periféricas fuertes hacia el fenómeno de interferencia) . Además, en el molino terciario, este sistema permite, operando con gravilla de dimensiones pequeñas (de alrededor de 10 mm) , arribar, sin hacer disminuir la velocidad de rotación periférica del molino (esto no es necesario, debido a que la penetración en el dispositivo de rotación de intercepción es muy fácil cuando el material inactivo es pequeño) , pero haciendo uso de la velocidad de lanzamiento adicional mencionada anteriormente, a una velocidad nunca alcanzada hasta ahora (de más de 90 m/s); todo para obtener por impacto arenas delgadas, no obtenibles con los molinos actuales con un impacto en el comercio; gracias a que el lanzamiento del material casi perpendicular a la parte frontal del martillo puede ser reducido, en la fase de impacto, las tensiones tangenciales, con una naturaleza poliédrica consecuente mejor del material inactivo roto y la reducción del polvo; gracias a la mayor aproximación de los dos rotores mencionados anteriormente (solo algunos centímetros) , se garantiza que se logra la máxima precisión del objetivo (punto de impacto), con una mejora consecuente de los efectos no controlables en la fase de lanzamiento e impacto.
Descripción de los dibujos y forma de realizar la invención. Esas y otras características, así como ventajas, resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción para formar los dibujos anexos proporcionados para propósitos indicativos únicamente y no limitantes, en los cuales: La Figura 1 muestra un corte transversal de molinos de martillos genéricos, secundarios, reversibles, de impacto total; La Figura 2 muestra un corte longitudinal del molino de la Figura anterior; La Figura 3 muestra un corte transversal de molinos de martillos genéricos, terciarios, reversibles, de impacto total; La Figura 4 muestra un corte longitudinal del molino de la Figura anterior; La Figura 5 muestra los detalles constitutivos de molinos de martillos genéricos, terciarios, no reversibles, de impacto total.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA
INVENCION En la siguiente exposición nos referimos por simplicidad a la exposición del molino secundario de las Figuras 1 y 2 con la declaración precisa de que todo cuanto se diga es también producto terciario de la Figura 3 y la Figura 4, que tiene la sagacidad de la anexar de la Figura 1 y la Figura 3, así como el de la Figura 2 y el de la Figura 4, la misma numeración representativa de las diferentes partes de la máquina. Y entonces, con referencia al molino secundario de la Figura 1 y la Figura 2, el rotor principal está señalado como (1) y la órbita perimetral relativa como (1' ) , las protecciones antidesgastes (volantes cubiertos) (2) , dos martillos (3) (preferiblemente, ellos también pueden ser más de dos), las paredes armadas (4) y todas aquellas partes mecánicas presentes actualmente en el molino, que no son mencionadas aquí. Teniendo en mente que, sin haber trituración, los registros de aproximación de las paredes armadas, fundamentales para los molinos tradicionales, no tienen ninguna razón más de existir; esas paredes serán fijas y lo más posible distantes de los martillos (es suficiente a aproximadamente 50 milímetros tanto en el molino secundario como en el molino terciario) . Principalmente, lo más cerca posible, a algunos centímetros de distancia del rotor (1) , existe otro de estos (dispositivo giratorio de intercepción) , más pequeño, que los que será el rotor secundario (5) , con una órbita perimétrica relativa (5' ) , dotado con cuchillas ahusadas especiales (6) (el ahusamiento facilita la entrada del material) en igual número al de los martillos, asi como dos invitaciones circulares laterales (7) con los bordes superiores internos biselados (7') y juntos (para facilitar la entrada del material inerte) tangencialmente a la periferia (5' ) . La armadura (8) del molino contiene todo cuanto se mencionó. Los dos rotores están conectados y obligados a efectuar el número de vueltas por unidad de tiempo (colocados en fase) , a través de un órgano especial de transmisión dentada (11) ; ese órgano está dotado con un dispositivo de interrupción (unión) de la transmisión que comienza a trabajar automáticamente, en el caso del bloqueo del rotor secundario, por ejemplo, debido a una piedra más grande o a una pieza de hierro, lo que seria posible que ocasionalmente ocurriera. El órgano de transmisión también puede ser representado por una banda dentada simple que conecta los dos ejes de rotación dentados con poleas iguales; en ese caso la banda debe ser proporcionada adecuadamente, de modo que, después de un bloqueo irregular del rotor secundario, pueda ser rota fácilmente, para ser reemplazada. La máquina contempla una carga de tolva (10) , que será lo más estrecha posible, compatible con el tamaño del material inactivo a ser tratado (de aproximadamente cientos de milímetros para el molino terciario y aproximadamente el doble para el molino secundario) . La tolva está dotada con una ventana (9) para la inserción del alimentador de carga. El tamaño de un molino, sobre todo la relación entre el diámetro del rotor principal inferior mayor y el superior secundario (dispositivo giratorio de intercepción) más pequeño, depende en primer lugar de las dimensiones del material inactivo a ser tratado; esa relación varia de aproximadamente 1.5 a 2 para los molinos secundarios (transformadores de piedras trituradas en gravilla) y de aproximadamente 4 a 7 para los molinos terciarios (para manufacturar arena, partiendo de la gravilla) . Ahora pasamos a la descripción de la operación del molino . El material inactivo (piedras trituradas) desde la ventana (9) de la tolva de carga (10) sobre las cuchillas de intercepción (6) del rotor secundario (dispositivo secundario de intercepción) . La altura de calda y por lo tanto, de la tolva, se calcula teniendo en mente que, en el tiempo existente entre un golpe y otro de intercepción de las cuchillas (de alrededor de 6/100 segundos para el molino secundario y aproximadamente la mitad para el molino terciario) , el material inactivo, que cae libremente por efecto de la graved.ad, tiene que cubrir un desplazamiento igual a la longitud de las cuchillas en la dirección radial.
Esto permitirá el llenado total de las cuchillas en si. En el caso de que alguna pieza de piedra molida, por circunstancias fuera de control, no entren exitosamente en las invitaciones, (7), las cuchillas (6) proporcionadas adecuadamente como masas, proporcionaran también el rompimiento de las piezas. En el caso contrario harán que comience a trabajar automáticamente el dispositivo de interrupción (junta) del órgano de transmisión. Una vez interceptado por las cuchillas el material inerte es obligado a cubrir una trayectoria circular baricéntrica (5") y contribuir a la fuerza centrífuga colocada en la zona más externa, para entonces ser lanzado en dirección tangencial, hacia la parte frontal del martillo. Con respecto a la masa en fase entre los dos rotores, esta procede como sigue. Una vez establecido oportunamente el punto de impacto I, se calcula la fracción de tiempo necesaria para cubrir la trayectoria del material inerte, desde el punto de lanzamiento L hasta el de impacto I. En base a este tiempo, común también al rotor principal, se calcula la posición del martillo (3) durante el lanzamiento. En esta etapa se fijarán algunas hendiduras de referencia, de modo que la masa en fase pueda ser restablecida en cada momento, particularmente en el caso del accionamiento automático del dispositivo de interrupción (junta) del órgano de transmisión dentado (11), en el caso del bloqueo irregular del bloqueo secundario (5) . Obviamente, otras hendiduras similares servirán de referencia para mantener el seguimiento de la reversibilidad de rotación de la máquina en el caso de que el molino sea reversible. Se hace una última consideración sobre la forma particular asumida por el dispositivo giratorio de intercepción de material inerte en el caso en el cual el molino no sea reversible. Todo lo representado en los detalles de construcción de la figura 5, en orden de importancia, es reportado para el dispositivo giratorio de intercepción de un molino terciario, con la declaración precisa de que todo cuanto se diga, con las debidas proporciones de tamaño, es también para el molino secundario. Como puede notarse de la figura 5, si se espera la rotación en un solo sentido, es posible anticipar que las cuchillas de intercepción (6") puedan ser desmontadas, a través de la adopción de un portacuchillas fijo al eje de rotación; esta es una forma fácil y económica, especialmente en zonas con material muy abrasivos, la colocación de las cuchillas en si, una vez desgastadas. También en este caso el espesor reducido de la extremidad libre de las cuchillas se garantiza, teniendo la destreza para realizar una inclinación adecuada (es más que suficiente un 50%) a la extremidad libre del portacuchillas ; esa inclinación es proporcional a la inclinación de rotación de las cuchillas y la velocidad de la calda libre por gravedad del material inerte. Para retener este también se observó la predisposición del flujo de material inerte hacia abajo de manera gravitacional de modo que tuviera un espesor lo más reducido posible; el material inerte, que golpea ligeramente sobre una parte frontal de la tolva de carga, es colocado de acuerdo a una banda que es lo más estrecho posible. Esto no da reversibilidad a la máquina, puesto que está claro que seria suficiente una invitación (7) únicamente, pero es necesario tener una forma interna con una flexión perfectamente constante, que hará optar por la solución más cómoda de las dos invitaciones, la solución más fácilmente realizable en la fundición, en una sola pieza circular con un orificio de admisión superior para la entrada del material y el orificio interior para la salida; también se tendrá la ventaja de reversibilidad de las invitaciones (a todo esto le toma un giro horizontal de 180°), para explotar especialmente aquellas zonas con materiales, inertes muy abrasivos . Siempre en el caso en el cual el molino no sea reversible, es posible aplicar un corrector de lanzamiento especial (11) a la extremidad inferior de la invitación, para 11 evitar que algunos de los granos de material inerte escapen al impacto a través de la parte superior del martillo. Otra ventaja ofrecida por el molino no reversible es el hecho de que los martillos, sin trabajar ambos en la parte frontal, pueden ser ahusados (formados preferiblemente también de manera estructural) , con las ventajas económicas consecuentes derivadas de esto. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.