ES1313168U - Maquina de fragmentacion - Google Patents

Abstract

Máquina de fragmentación que comprende: - una cámara de fragmentación (1) que comprende una abertura de entrada de material a fragmentar (8); - una parrilla de fragmentado inferior (3) que comprende una pluralidad de orificios de salida, situada en una parte inferior de la cámara de fragmentación (1); - un rotor de corte, situado en un interior de la cámara de fragmentación (1), que comprende un eje de giro (4) y dos o más discos (5) montados en dicho eje de giro (4), estando el rotor de corte en una parte superior de la parrilla de fragmentado inferior (3); - una pluralidad de martillos (6), montados en los perímetros exteriores de los dos o más discos (5) del rotor de corte, configurados para golpear el material a fragmentar (8); - un medio de accionamiento de rotación, conectado al eje de giro (4), configurado para transmitir un movimiento de rotación a los discos (5) del rotor de corte; - al menos un yunque de fragmentado (9) que comprende un elemento inmóvil, configurado para recibir un impacto de material a fragmentar (8), golpeado por los martillos (6); caracterizado por que la máquina de fragmentación comprende: - una zona de acumulación (16) situada en el interior de la cámara de fragmentación (1), y sobre del rotor de corte; y - una parrilla de fragmentado superior (11), situada en una parte superior de la zona de acumulación (16), que comprende una pluralidad de orificios de salida por donde se expulsa el material fragmentar (8) acumulado en la zona de acumulación (16), por el golpeo de los martillos (6), en dicha zona; donde la zona de acumulación (16) está configurada para acumular un material a fragmentar (8) de un tamaño superior a los orificios de salida de la parrilla de fragmentado inferior (3), durante el giro del rotor de corte, incrementando un área efectiva de golpeo: y donde la parrilla de fragmentado superior (11), comprende una superficie plana inclinada, un ángulo superior a 0º e inferior a 60°, respecto de un plano horizontal definido por un solado en el que se apoya la máquina de fragmentación.

Description

DESCRIPCIÓN

MÁQUINA DE FRAGMENTACIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN Y SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a una máquina de fragmentación optimizada, de las empleadas para fragmentar chatarra metálica, cuya configuración y diseño hace que se obtenga una mejora en la calidad de producto obtenido, se incremente la productividad en relación a la energía consumida y se aumente la seguridad del proceso de fragmentado.

La invención se enmarca en el sector de la ingeniería mecánica y la tecnología de reciclaje, específicamente en el diseño y optimización de sistemas de fragmentación para el procesamiento de chatarra metálica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Una fragmentadora o una máquina de fragmentación es una máquina que procesa material, principalmente material de composición metálica (conocida como chatarra), con el objetivo de disminuir el tamaño de los componentes que la constituyen y aumentar su densidad. Este sistema se aplica en las primeras fases del reciclaje de materiales metálicos, ya que el producto obtenido presenta mayor compactibilidad y facilidad de separación, lo que lo hace apto para ser reciclado y reutilizado en numerosas aplicaciones.

Más concretamente, esta invención se focaliza, aunque no exclusivamente, en la fragmentación de chatarra metálica. Esta práctica se ha convertido en una parte integral de la industria siderúrgica, mejorando la viabilidad económica del sector y reduciendo el impacto medioambiental.

Comparado con la extracción mineral, la utilización de metales férricos reciclados reduce significativamente las emisiones de CO2, el consumo de energía y agua, así como la contaminación atmosférica. Además, el reciclaje de acero hace un uso más eficiente de los recursos naturales de la Tierra.

El reciclaje de metal es una industria piramidal que cuenta con una base formada por numerosas pequeñas empresas que suministran chatarra a grandes multinacionales situadas en la parte superior de la pirámide. El acero es un material adecuado para el proceso de reciclaje porque, si se recicla correctamente, sus propiedades físicas y mecánicas no se degradan, pudiendo ser reciclado de manera continua.

El acero reciclado se puede utilizar para las mismas aplicaciones que el acero producido a partir de material virgen. El reciclaje de una tonelada de acero permite ahorrar 1100 kilogramos de mineral de hierro, 630 kilogramos de carbón y 55 kilogramos de caliza, además, las emisiones de CO2 se reducen en un 58% con la utilización de chatarra férrica.

Por otro lado, una fragmentadora, como las habituales existentes en el mercado, comprenden una serie de elementos comunes que se resumen en:

- un accionamiento encargado de suministrar potencia mecánica al proceso de fragmentación. Como puede ser un motor, servomotor o un actuador;

- un sistema de alimentación encargado de alimentar a la máquina con el material a fragmentar;

- un sistema de fragmentación donde se fragmenta el material, reduciendo el tamaño del mismo; y

- un sistema de evacuación que conduce el material fragmentado hasta los siguientes procesos de la instalación.

La presente invención se centra en el sistema de fragmentación, el cual, normalmente comprende una serie de martillos dispuestos en un rotor que, al girar, golpean el material contra otros elementos que hacen de yunque, dentro de una cámara periférica que rodea al rotor, denominada cámara de triturado o cámara de fragmentación.

El material se golpea dentro de la cámara hasta que el tamaño del mismo pueda atravesar unas "parrillas” con rendijas dispuestas en una zona de la cámara, denominada zona de evacuación. La separación de las rendijas de las parrillas (normalmente denominada luz) establece el tamaño de los fragmentos obtenidos en el proceso.

A menor tamaño, el producto obtenido se considera de mayor calidad, implicando un mayor número de impactos y, por tanto, mayor tiempo de proceso y coste energético asociado.

En el estado del arte se pueden encontrar dispositivos de fragmentación, como el descrito en el documento ES2924307T3, en el que se integran elementos en la cámara de fragmentación, como unas rendijas adicionales, que se accionan activa o pasivamente para facilitar la evacuación de elementos no triturables (por dureza o tamaño) o facilitar el movimiento del material a fragmentar hacia la entrada, para evitar que se quede atascando las parrillas de evacuación, con beneficios en términos de productividad y desgaste.

Uno de los principales problemas que presentan las fragmentadoras existentes en el mercado, es la posibilidad de que se produzcan explosiones en su interior cuando se introducen materiales inflamables con la chatarra introducida para procesar (por ejemplo, un depósito de combustible con restos de carburante, bombonas de gas, etc.), ya que, en el proceso de fragmentación, los martillos giran a alta velocidad periférica y los impactos que se producen en el interior de la cámara de fragmentación pueden generar calor y chispas. Se ha de tener en cuenta que uno de los fines más habituales para este tipo de máquinas consiste en la fragmentación de vehículos de desguace, los cuales pueden contener líquidos inflamables o explosivos.

Cuando se combina la presencia de material inflamable con la generación de calor y chispas, pueden producirse explosiones, de mayor o menor calibre, que constituyen un riesgo para los operarios de la máquina, para la integridad de la máquina y de los elementos circundantes a ésta.

Como se indica en otros documentos presentes en el estado del arte, como el ES1209488U, una de las formas de evitar las explosiones es realizando una fragmentación previa del material, mediante maquinaria diseñada a tal efecto, que realice una fragmentación gruesa del material a menor velocidad, reduciendo el riesgo de generación de chispas, y por tanto el riesgo de explosión.

Esta solución implica un paso adicional en el proceso de la chatarra que se realiza con máquinas de pretriturado o prefragmentadoras (conocidas con su nombre en inglés como "Pre-shredder machines”), siendo un proceso que no siempre es viable por espacio en planta, por costes productivos o por limitaciones económicas en el momento de la inversión.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente descripción se basa en una fragmentadora de las utilizadas para fragmentar chatarra, que comprende una cámara de fragmentación optimizada, cuya configuración y diseño proporciona una mejora en la calidad de producto obtenido, se incremente la productividad en relación a la energía consumida y se aumente la seguridad del proceso de fragmentado.

La presente invención se enfoca en optimizar la geometría superior de la cámara de fragmentación de una máquina fragmentadora, con el objetivo de aumentar la seguridad del proceso de fragmentado, reducir el riesgo de incendio, aumentar la eficiencia energética de la máquina y mejorar la calidad del producto.

De esta forma, la presente invención consiste en una máquina de fragmentación que comprende una cámara de fragmentación, como las existentes en el mercado, que, a su vez, comprende una abertura de entrada de material a fragmentar, conocida coloquialmente como chatarra.

La máquina de fragmentación también comprende elementos como los existentes en las fragmentadoras descritas en los antecedentes, como una parrilla de fragmentado inferior que comprende una pluralidad de orificios de salida, situada en una parte inferior de la cámara de fragmentación; y un rotor de corte, situado en un interior de la cámara de fragmentación, que comprende un eje de giro y dos o más discos montados en dicho eje de giro, estando el rotor de corte en una parte superior de la parrilla de fragmentado inferior.

Los orificios de salida de la parrilla de fragmentado pueden ser de diferentes tamaños y disposiciones, adaptados al tamaño del producto fragmentado que se desee conseguir.

Los discos están montados o ensamblados al eje de giro de forma solidaria, mediante uniones que transmiten el giro de dicho eje a los discos, como uniones rígidas, que pueden ser desmontables, estando orientados en diferentes direcciones paralelas entre ellas, perpendiculares al eje de giro. El eje de giro está configurado para girar sobre sí mismo, es decir, respecto de un eje que define su forma y orientación. Por ejemplo, si dicho eje de giro tiene una forma cilíndrica, el eje de giro puede girar respecto el eje que define dicha forma cilíndrica.

De forma preferente, los discos están montados sobre el eje de giro, de forma concéntrica, aunque, dependiendo de las necesidades, podrían estar montados con alguna excentricidad.

La máquina de fragmentación también comprende una pluralidad de martillos, montados en los perímetros exteriores de los dos o más discos del rotor de corte, configurados para golpear el material a fragmentar para romperlos en elementos de menor tamaño; un medio de accionamiento de rotación, conectado al eje de giro, configurado para transmitir un movimiento de rotación a los discos del rotor de corte; y al menos un yunque de fragmentado que comprende un elemento inmóvil (respecto del giro del rotor de corte), de un material de elevada dureza y resistencia, para soportar y absorber los impactos recibidos, configurado para recibir un impacto de material a fragmentar, golpeado por los martillos, donde se produce la fragmentación del material introducido por la abertura de entrada de material de la cámara de fragmentación.

Que el rotor de corte se encuentre en una parte superior de la parrilla de fragmentado inferior quiere decir que, estando en posición de funcionamiento, el rotor de corte se encuentra a una altura superior de la parrilla de fragmentado inferior, con el fin de que el material que haya sido fragmentado pueda caer, por gravedad, entre los orificios salientes de dicha parrilla.

La disposición de los elementos descritos es, de forma preferente, la misma en la que están habitualmente dispuestos en las máquinas fragmentadoras del estado del arte citado, donde el eje de giro del rotor de corte está orientado en una dirección horizontal.

Las características que distinguen a la máquina de fragmentación reivindicada de las divulgadas en el estado del arte son que la máquina de fragmentación de la presente invención comprende una zona de acumulación situada en el interior de la cámara de fragmentación, sobre el rotor de corte; y una parrilla de fragmentado superior, situada en una parte superior de la zona de acumulación, la cual comprende una pluralidad de orificios de salida por donde se expulsa el material fragmentado en la zona de acumulación, impulsada por el golpeo de los martillos, en dicha zona. De esta forma, la zona de acumulación está configurada para acumular un material a fragmentar que comprende un tamaño superior a los orificios de salida de la parrilla de fragmentado inferior, durante el giro del rotor de corte, incrementando un área efectiva de golpeo.

Que la zona de acumulación esté situada sobre el rotor de corte y que la parrilla de fragmentado superior esté situada en una parte superior de la zona de acumulación, quiere decir que, estando la máquina fragmentadora en posición de funcionamiento, sobre un solado sustancialmente horizontal, el material a fragmentar que no ha atravesado los orificios de la parrilla de fragmentado inferior se puede acumular encima del rotor de corte, al ser arrastrado por los martillos, durante su giro. Del mismo modo, la parrilla de fragmentado superior se sitúa a cierta altura sobre el rotor de corte, de modo que el espacio comprendido entre la parrilla de fragmentado superior y el rotor de corte define la zona de acumulación.

El espacio existente entre los martillos y la parrilla de fragmentado inferior es muy reducido, de modo que no existe un espacio entre ambos que pueda acumularse material, más allá de pequeñas piezas de viruta, sin embargo, el espacio entre la parrilla de fragmentado superior y los martillos del rotor es más elevado, lo que permite la acumulación de material descrita.

Esta zona de acumulación permite que se aumente el número de golpes que realizan los martillos sobre el material a fragmentar, ya que actúa como almacén en el que se incrementa el área efectiva de golpeo alrededor del rotor de corte, aumentando la efectividad de proceso por vuelta del rotor de corte y una mayor calidad en el producto procesado que recibe mayor número de golpes en el mismo tiempo, consiguiendo mayor densidad.

La disposición de la zona de acumulación en una parte superior de la cámara de fragmentación es tal que, no interfiere con el sector de alimentación de la máquina, ni con la zona inicial en la que la chatarra de menor tamaño pueda extraerse de forma sencilla a través de las rejillas perimetrales de la parrilla de fragmentado inferior.

En una realización, la máquina de fragmentación comprende una trampilla de evacuación de material intriturable situada en la zona de acumulación, que permite la evacuación de intriturables, sin afectar a su funcionamiento. De forma preferente, dicha trampilla puede ser accionada desde un exterior, para extraer las piezas de un material que no puede fragmentarse mediante el golpeo de los martillos.

La parrilla de intriturables puede tener un funcionamiento similar a las existentes en las máquinas citadas en los antecedentes. Normalmente, es accionable desde el exterior y se sitúa en el lateral de la cámara de fragmentación para dejar salir elementos duros o de gran tamaño que dañarían los martillos y los elementos de la zona de fragmentación si se mantuvieran en su interior durante el proceso.

En una realización, la zona de acumulación situada sobre el rotor de corte, comprende una bandeja ciega, que limita la acumulación del material a fragmentar, que comprende un tamaño superior a los orificios de salida de la parrilla de fragmentado inferior durante el giro del rotor de corte (es decir, el material que no ha sido fragmentado lo suficiente como para que pueda colarse por dichos orificios), la parrilla de fragmentado superior, la cual ya ha sido descrita, y la trampilla de evacuación de material intriturable.

La bandeja ciega hace de tope para retener el material a fragmentar en la zona de acumulación, para que dicho material solo pueda ser expulsado por la parrilla de fragmentado superior. De hecho, el material que sale por dicha parrilla de fragmentado superior no se conecta a la entrada de material a la fragmentadora, sino a la salida de material fragmentado. Esta parrilla de fragmentado superior es una de las claves de la invención ya que permite aumentar significativamente la productividad de la máquina al combinarse con la zona de acumulación.

En una realización, la parrilla de fragmentado superior comprende una superficie sustancialmente plana. De igual forma, la parrilla de fragmentado superior comprende un primer borde extremo en contacto con un primer borde extremo de la bandeja ciega. Estando la máquina de fragmentación en posición y orientación de uso, el primer borde extremo de la parrilla superior también se encuentra situado en una región frontera dispuesta a una altura superior del eje de giro, respecto de la sección transversal de la dirección horizontal del eje de giro, de tal forma que dicha región frontera comprende una anchura transversal de 100 mm, y está centrada respecto del eje de giro.

La parrilla de fragmentado superior también podría comprender una superficie ligeramente curvada sin que el efecto de dicha curvatura afectase al funcionamiento de la realización descrita, siempre que dicha curvatura tuviera un radio y abarcase el espacio requerido.

El primer borde extremo de la parrilla superior es el que se encuentra más próximo a la abertura de entrada de material de la cámara de fragmentación.

La región frontera, es una zona determinada de la zona de acumulación, para indicar la posición de la parrilla de fragmentado superior respecto del eje de giro, ya que, una ubicación muy precisa de dicha parrilla de fragmentado superior respecto del eje de giro, como la definida en esta realización, favorece enormemente el rendimiento de la máquina de fragmentación, respecto de las máquinas descritas en los antecedentes. De esta forma, en esta realización, la parrilla de fragmentado superior se encuentra, además de a una altura superior del eje de giro, a un lado opuesto de la bandeja ciega, estando el primer borde de dicha parrilla de fragmentado superior (el que se encuentra más próximo a la abertura de entrada de material de la cámara de fragmentación) en el espacio llamado región frontera (al ser donde está unido al primer borde extremo de la bandeja ciega). Dicho de otra forma, dicha región frontera se encuentra justo encima del eje de giro, y tiene una anchura de 100 mm. Por lo tanto, el primer borde de la parrilla de fragmentado superior puede estar situado, en esta realización, en un espacio de un ancho de 100 mm, 50 mm a cada lado del centro del eje de giro, desde una perspectiva transversal a la dirección del eje de giro, pero a una altura superior, que delimite la zona de acumulación.

En una realización, la máquina de fragmentación comprende un medio de alimentación configurado para desplazar material a fragmentar desde un exterior de la máquina de fragmentación hacia la abertura de entrada de la cámara de fragmentación. De forma preferente, el medio de alimentación comprende un dispositivo seleccionado entre una tolva, una cinta transportadora, una rampa, y una combinación de los anteriores. Es decir, que se puede introducir material en la abertura de entrada de material a fragmentar mediante alguno de estos medios automáticos o manuales.

En una realización, los martillos están montados, cada uno de ellos, en los perímetros de los dos o más discos, mediante uniones articuladas abisagradas; estando configurados, cada uno de dichos martillos, para rotar libremente respecto del disco al que se encuentran montados, un ángulo limitado dentro de un rango que comprende (-60° a 60°). Esta amplitud de ángulo puede ser más estrecha, como de -30 a 30°. En otra realización, los martillos están montados mediante uniones rígidas a los discos.

En una realización, la máquina de fragmentación comprende al menos un yunque de post fragmentado situado en la zona de acumulación. Este yunque de post-fragmentado permite que se realice una correcta fragmentación del material en dicha zona de acumulación, al poder golpear el material sobre él, y no solo en la zona en la que se encuentra la parrilla de fragmentado inferior que ya comprende un yunque de fragmentado. De este modo, se aprovecha todo el espacio existente alrededor del rotor de corte para realizar la fragmentación del material, y no solo la parte inferior de la cámara de fragmentación, como es habitual.

En una realización, estando la máquina de fragmentación en posición de funcionamiento, el eje de giro del rotor de corte está orientado en una dirección sustancialmente horizontal, donde los dos o más discos comprenden una disposición conjunta con una forma cilindrica. Que la dirección sea sustancialmente horizontal quiere decir que es paralela, o sustancialmente paralela al suelo en el que se apoya la máquina de fragmentación. De hecho, para un correcto funcionamiento de la máquina de fragmentación, es adecuado que se encuentre apoyada sobre un solado plano que permita una orientación como la definida.

La posición de la máquina fragmentadora es de gran importancia para su correcto funcionamiento, ya que, como es normal en este tipo de dispositivos, la retirada o salida del material triturado, de la cámara de fragmentación, se ve determinada en gran medida por la gravedad, de ahí que la disposición del rotor de corte respecto de la parrilla de fragmentado inferior y de la parrilla de fragmentado superior deba ser muy precisa.

Los discos están espaciados una distancia regular, entre ellos, en dicha dirección horizontal del eje de giro, de tal forma que, preferentemente, abarcan la amplitud del eje de giro.

Una de las características que diferencian a la cámara de fragmentación de la máquina fragmentadora, respecto de las existentes en el estado del arte, es que dicha cámara de fragmentación está dividida en tres regiones (o zonas) angulares, respecto del eje de giro, y respecto de una sección transversal a la dirección horizontal de dicho eje de giro. Es decir, que la cámara de fragmentación se puede dividir en tres secciones o zonas angulares, fácilmente apreciables desde una perspectiva lateral del rotor de corte, teniendo como referencia el eje de giro.

Esas regiones angulares son:

- una región angular de entrada de material, por donde se sitúa la abertura de entrada para introducir el material a fragmentar a un interior de la cámara de fragmentación; - una región angular de fragmentación en la que se sitúa la o las parrillas de fragmentado inferior, en donde se produce un golpeo inicial de la pluralidad de martillos contra el material a fragmentar, así como contra el yunque de fragmentado, expulsando trozos fragmentados, que tienen un tamaño inferior al de los orificios de salida de dichas parrillas de fragmentado inferior; y

- una región angular de acumulación situada sobre el rotor de corte.

La operabilidad de estas zonas no interfiere con la operabilidad de las zonas aledañas, al estar claramente diferenciadas y separadas.

En una realización más específica, la región angular de acumulación comprende una sección transversal angular, que comprende un ángulo comprendido entre 75° y 105°, preferentemente comprende un valor de 90°. En muchos de los sistemas de fragmentación que existen actualmente, la cámara de fragmentación suele ser totalmente ciega en su parte superior, sin que disponga de una parrilla de fragmentado superior como la reivindicada, lo que obliga a expulsar al producto por los laterales del rotor de corte, hecho que reduce la producción de la máquina, ya que la chatarra tiene menor sección útil para salir de la zona de fragmentación.

En una realización, la región angular de acumulación está dividida en tres subregiones angulares, respecto del eje de giro, y respecto de una sección transversal a la dirección horizontal de dicho eje de giro:

- una primera subregión angular delimitada por la trampilla de evacuación de material intriturable;

- una segunda subregión angular delimitada por la parrilla de fragmentado superior; y - una tercera subregión angular delimitada por la bandeja ciega;

donde la segunda subregión angular es mayor que cualquiera de las otras subregiones; y donde la segunda subregión angular es mayor de 30°.

El tamaño angular (ángulo abarcado) de la parrilla de fragmentado superior también diferencia significativamente el rendimiento de la realización descrita de las máquinas existentes en el mercado. Más allá del tamaño de la parrilla de fragmentado superior, es fundamental el ángulo abarcado por su disposición en la zona de acumulación.

En una realización, la máquina de fragmentación comprende una carcasa exterior superior, situada a una altura superior sobre la parrilla de fragmentado superior, exterior a la zona de acumulación, estando la máquina de fragmentación en posición y orientación de uso, donde dicha carcasa exterior está configurada para conducir el material fragmentado expulsado por la pluralidad de orificios de salida de dicha parrilla de fragmentado superior, hacia una salida de material fragmentado.

Esta disposición de la carcasa exterior superior facilita la salida del material procesado a través de la parrilla superior.

Debe entenderse que, en funcionamiento, el rotor de corte gira a gran velocidad, por lo que los martillos golpean fuertemente el material a fragmentar, de ahí que el material fragmentado sea expulsado con fuerza a través de la pluralidad de orificios de salida de la parrilla de fragmentado superior. La carcasa exterior impide que dicho material expulsado sea dispersado, sino que es recogido a una zona de descarga.

La parrilla de fragmentado superior, comprende una superficie plana inclinada, respecto de un plano horizontal (determinado por el solado en el que se apoya la máquina de fragmentación) un ángulo superior a 0 e inferior a 60°, preferiblemente entre 20 y 45°, estando la máquina de fragmentación en posición de funcionamiento. Es decir, que la parrilla de fragmentado superior se encuentra inclinada un ángulo determinado respecto de dicho plano horizontal, con el objetivo de permitir una mayor cantidad de salida de material fragmentado en la zona de acumulación.

En la realización en la que la parrilla de fragmentado superior está inclinada hasta los límites indicados, el volumen que queda bajo dicha parrilla, en la zona de acumulación, puede ser entre un 40 y un 80% mayor respecto a la configuración en la que la parrilla superior se encuentra totalmente en horizontal.

El hecho de contar con un volumen elevado de la zona de acumulación hace que los martillos puedan golpear el material a fragmentar acumulado de forma reiterada, con una cadencia constante, haciendo que el flujo de material expulsado sea más homogéneo, obteniendo la densidad del producto requerida, precisando menos energía, por lo que también aumenta la eficiencia del sistema, ya que la fragmentadora está procesando más material en la cámara de fragmentación. Es decir, que se aprovecha la totalidad de la envergadura del rotor de corte, a excepción de la zona de entrada, para realizar el fragmentado del material, y no solo una parte inferior, como es habitual.

A su vez, esta zona de acumulación permite que el material a fragmentar acumulado presente un cierto movimiento, de este modo se reduce el golpeo del material puntual con los martillos acelerados, reduciendo también la posibilidad de que se generen chispas que puedan ocasionar incendios o explosiones en el interior de la cámara de fragmentación.

Otro beneficio de la zona de acumulación es que, al contar con una carga más homogénea de material, se reduce el golpeteo de los elementos del sistema al procesar el material a fragmentar con aceleración y deceleración de los martillos, aumentando la vida útil de los componentes de la fragmentadora.

En una realización, la máquina de fragmentación comprende una parrilla de retrituración que comprende una pluralidad de orificios configurados para filtrar material a fragmentar acumulado en la zona de acumulación, por el golpeo de los martillos hacia la abertura de entrada de material a fragmentar, de la cámara de fragmentación. Es decir, que no todo el material de la zona de acumulación acaba siendo expulsado por la parrilla de fragmentado superior o por la trampilla de evacuación de intriturables, sino que parte de dicho material puede repetir el ciclo de fragmentación, dirigiéndose a la zona de entrada de material.

Esta parrilla de retrituración inyecta parte de este material que no se ha acabado de reducir en tamaño hacia la entrada de material de modo que aumenta la densidad del material de entrada y facilita la disminución de tamaño de dicho material al volver a golpearlo junto a la chatarra que se ha introducido en la entrada.

Además, al introducir material prefragmentado junto al material a fragmentar sin procesar, los golpeos internos del propio material aumentan y, en consecuencia, aumenta la producción de la fragmentadora.

En una realización, la parrilla de fragmentación inferior comprende una superficie curvada de forma cilíndrica que rodea una parte inferior del rotor. De forma más concreta, la superficie curvada de la parrilla inferior está situada de una forma excéntrica a la superficie sustancialmente cilíndrica de los dos o más discos del rotor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a esta memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, unas figuras en dónde con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado lo siguiente:

- Figura 1.- Representa una vista en una perspectiva lateral, o de perfil, seccionada, en la que se pueden apreciar todos los componentes de la máquina fragmentadora, así como la disposición que tienen.

- Figura 2.- Representa una vista en perspectiva lateral, como la mostrada en la figura 1, en la que se aprecian las diferentes zonas angulares de la cámara de fragmentación, así como las subregiones de la zona de acumulación, donde la parrilla de fragmentado superior se encuentra orientada con una inclinación comprendida entre 20 y 40°, respecto de un plano horizontal.

Listado de los elementos mostrados en las figuras:

1. - Cámara de fragmentación

2. - Medio de alimentación

3. - Parrilla de fragmentado inferior

4. - Eje de giro

5. - Discos

6. - Martillos

7. - Uniones articuladas abisagradas

8. - Material a fragmentar

9. - Yunque de fragmentado

10. - Bandeja ciega

11. - Parrilla de fragmentado superior

12. - Yunque de post- fragmentado

13. - Trampilla de evacuación de intriturables

14. - Parrilla de retrituración

15. - Carcasa exterior superior

16. - Zona de acumulación

I. - Región angular de entrada de material

II. - Región angular de fragmentación

III. - Región angular de acumulación

a.- Segunda subregión angular

p.- Tercera subregión angular

9.- Primera subregión angular

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Como se puede apreciar en las figuras, la presente invención consiste en una máquina de fragmentación, una máquina para fragmentar, o fragmentadora, especialmente configurada para fragmentar, en trozos pequeños, chatarra de origen metálico.

Este tipo de dispositivos son de sobra conocidos en el estado del arte, comprendiendo, la mayoría de ellos unos elementos o medios comunes.

Por ejemplo, en la figura 1 se puede apreciar que la máquina de fragmentación comprende una cámara de fragmentación (1) que es donde se fragmenta el material que se introduce por una abertura de entrada de material a fragmentar (8), situada a un lado (derecho en la figura 1) de dicha cámara de fragmentación (1).

En el interior de dicha cámara de fragmentación (1) la máquina de fragmentación comprende un rotor de corte, el cual a su vez comprende un eje de giro (4) y una pluralidad de discos (5) montados en dicho eje de giro (4), dispuestos paralelamente, formando una estructura cilíndrica. Cada uno de dichos discos (5) está unido a unos martillos (6), que pueden estar conectados a uno de sus lados, o a dos lados coincidentes de dos discos (5) contiguos.

La unión entre los martillos (6) y los discos (5) es articulada, respecto de unas respectivas uniones articuladas abisagradas (7), las cuales permiten un ligero giro de los martillos (6), respecto de los discos (5), un ángulo determinado.

Los martillos (6) tienen una primera parte extrema donde se encuentra un punto de fijación a la correspondiente unión articulada abisagrada (7), y una segunda parte extrema donde se encuentra la zona de golpeo y corte del material a fragmentar.

Debajo del rotor de corte se sitúa una parrilla, o una serie de parrillas, de fragmentado inferior (3), comprendiendo una forma cilíndrica complementaria al conjunto formado por el rotor con los martillos (6). Es decir, que el rotor con los martillos (6) están situados en la cavidad cilíndrica formada por la o las parrillas de fragmentado inferior (3).

La máquina de fragmentación también comprende un medio de accionamiento de rotación, conectado al eje de giro (4), el cual hace girar dicho eje de giro (4), sobre sí mismo, a partir del eje que define su geometría, para transmitir un movimiento de rotación a los discos (5) del rotor de corte. Estos discos (5) trasmiten su movimiento de rotación a los martillos (6), en el interior de la cámara de fragmentación (1).

Junto a la abertura de entrada de material a fragmentar (8) de la cámara de fragmentación (1), se encuentra un yunque de fragmentado (9) que básicamente consiste en un elemento inmóvil, configurado para recibir un impacto de material a fragmentar (8), golpeado por los martillos (6). De este modo, el material a fragmentar (8), también llamado "chatarra” en esta memoria, es introducido por la abertura de entrada de material a fragmentar (8), siendo golpeada por los martillos (6), al estar éstos girando respecto del eje de giro (4), contra el yunque de fragmentado (9), generando una fragmentación del material, el cual es expulsado, por el efecto de la gravedad y el impulso generado por los martillos (6), por los orificios de salida, pasantes, de la parrilla de fragmentado inferior (3).

La diferencia de la máquina de fragmentación descrita, de las existentes en el estado del arte, es que dicha máquina de fragmentación hace uso de toda la superficie o envoltura del rotor de corte para realizar el fragmentado del material, introducido por la abertura de entrada de material de la cámara de fragmentación (1), lo que la hace mucho más eficiente, proporcionando un rendimiento mucho mayor al encontrado hasta ahora.

Para ello, la máquina de fragmentación comprende una zona de acumulación (16) situada en el interior de la cámara de fragmentación (1), sobre el rotor de corte. Es decir, justo a continuación de las parrillas de fragmentado inferior (3), que comprenden una forma cilíndrica, respecto del recorrido circular que realizan los martillos (6).

En una parte superior de dicha zona de acumulación (16) la máquina de fragmentación también comprende una parrilla de fragmentado superior (11), que a su vez comprende una pluralidad de orificios de salida por donde también se puede expulsar el material a fragmentar (8) acumulado en la zona de acumulación (16), y que es golpeado por los martillos (6), en dicha zona.

Esta parrilla de fragmentado superior (11) no se encuentra coincidente con la forma cilíndrica del rotor, como la parrilla de fragmentado inferior (3), sino que se encuentra a una separación suficiente para crear la zona de acumulación (16), lo que permite que se acumule el material a fragmentar (8) de un tamaño superior a los orificios de salida de la parrilla de fragmentado inferior (3), y que, por lo tanto, no ha podido ser expulsado durante el giro del rotor de corte.

Esta acumulación de material a fragmentar (8) en la zona de acumulación (16) permite que dicho material sea atacado y golpeado por los martillos (6) hasta ser fragmentado a un tamaño precisado. De hecho, dada la gran velocidad de giro del rotor de corte, los fragmentos de material fragmentado pueden ser expulsados por la parrilla de fragmentado superior (11), ya que reciben unos golpes a una gran fuerza suficiente para levantarlos y expulsarlos, sin necesitar que caigan por su propio peso.

En el caso de que haya material a fragmentar (8) que no se pueda fragmentar por la dureza o morfología que presenta, la máquina de fragmentación dispone de una trampilla de evacuación (13) de material intriturable situada en la zona de acumulación (16), la cual se puede apreciar en la figura 1. Dicha trampilla es accionable para retirar material de un tamaño superior a los orificios de las parrillas.

De hecho, la trampilla de evacuación (13) es uno de los elementos que delimitan superiormente la zona de acumulación (16). Concretamente, la zona de acumulación (16) está delimitada, siguiendo el sentido de giro de los martillos (6) respecto del eje de giro, por dicha trampilla de evacuación (13), la parrilla de fragmentado superior (11), y una bandeja ciega (10), que se encarga de limitar el desplazamiento del material a fragmentar (8) que comprende un tamaño tan elevado que no ha podido ser expulsado por los orificios de salida de las parrillas de fragmentado.

Además de estos elementos situados en la zona de acumulación (16), una de las configuraciones que diferencian la presente invención respecto de las existentes en el mercado es la disposición de la parrilla de fragmentado superior (11). De forma más concreta, la parrilla de fragmentado superior (11) comprende una superficie sustancialmente plana, aunque también podría comprender una superficie sustancialmente curvada, como una superficie cilíndrica. Un primer borde extremo de dicha parrilla de fragmentado superior (11) está en contacto con un primer borde extremo de la bandeja ciega (10). El segundo borde extremo de la parrilla de fragmentado superior (11) está en contacto con el borde de la trampilla de evacuación (13).

Para entender la configuración de la parrilla de fragmentado superior (11) es preciso analizar la máquina de fragmentación como si estuviera en posición y orientación de funcionamiento. De esta forma, el primer borde extremo de la parrilla superior (11) (que se encuentra en contacto con un primer borde extremo de la bandeja ciega (10)) se encuentra situado en una región frontera dispuesta a una altura superior del eje de giro (4), respecto de la sección transversal de la dirección horizontal del eje de giro (4). Dicha región frontera comprende una anchura transversal de 100 mm, y está centrada respecto del eje de giro (4).

De esta forma, si por ejemplo la parrilla de fragmentado superior (11) tiene una forma rectangular, el primer borde extremo de la parrilla de fragmentado superior (11) (que se encuentra en contacto con un primer borde extremo de la bandeja ciega (10)), estaría preferentemente alineado verticalmente con el centro del eje de giro (4) o en un espacio llamado "región frontera” que comprende una anchura de 100 mm y está centrado respecto del eje de giro.

No solo la ubicación de la parrilla de fragmentado superior (11) es importante para obtener un buen rendimiento de la máquina de fragmentación, también lo es la amplitud que abarca. Para analizarlo, la cámara de fragmentación (1) de la máquina fragmentadora se divide en tres regiones angulares (I, II, III), respecto del eje de giro (4), y respecto de una sección transversal a la dirección horizontal de dicho eje de giro (4). Es decir, respecto de la perspectiva lateral mostrada en la figura 2.

Las regiones serían, la región angular de entrada de material (I), donde se sitúa la abertura de entrada para introducir el material a fragmentar (8) a la cámara de fragmentación (1). La región angular de fragmentación (II), en la que se sitúa la o las parrillas de fragmentado inferior (3), y donde se produce el mayor golpeo de la pluralidad de martillos (6) contra el material a fragmentar (8), y la región angular de acumulación (III) donde se encuentra la zona de acumulación (16).

Esta región angular de acumulación (III) comprende una sección transversal angular, que comprende un ángulo comprendido entre 75° y 105°, aunque de forma preferente comprende un valor de 90°, es decir, aproximadamente una cuarta parte de los 360° determinados por el eje de giro (4).

A su vez, la región angular de acumulación (III) está dividida en tres subregiones angulares (a, 9, P), también respecto del eje de giro (4), y respecto de una sección transversal a la dirección horizontal de dicho eje de giro (4).

Estas tres subregiones angulares serían la primera subregión angular (9) delimitada por la trampilla de evacuación (13) de material intriturable, la segunda subregión angular (a) delimitada por la parrilla de fragmentado superior (11), y una tercera subregión angular (P) delimitada por la bandeja ciega (10).

Para que la eficiencia de la máquina fragmentadora sea la mayor posible, la segunda subregión angular (a), que es la que está delimitada por la parrilla de fragmentado superior (11), debe ser mayor que cualquiera de las otras subregiones (P, 9). Además, también debe ser mayor de 30°. Así se consigue que el material a fragmentar (8), golpeado por los martillos (6), en la zona de acumulación (16) pueda ser expulsado con mayor facilidad al disponer de una gran amplitud de salida.

La parrilla de fragmentado superior (11) comprende una superficie plana inclinada, respecto de un plano horizontal, un ángulo comprendido entre 20° y 45°, estando la máquina de fragmentación en posición de funcionamiento. Es decir, una posición y orientación como la mostrada en la figura 2. Esa inclinación está adaptada al ángulo de golpeo del material por parte de los martillos (6), en la zona de acumulación (16).

Además de la disposición de los componentes descritos que delimitan la zona de acumulación (16), la máquina de fragmentación también comprende un yunque de post- fragmentado (12) situado en la zona de acumulación (16), que mejora el rendimiento del fragmentado en dicha zona, al absorber los impactos del material golpeado por los martillos (6).

Para llevar el material a fragmentar (8) a la cámara de fragmentación (1) la máquina de fragmentación puede comprender un medio de alimentación (2) como el mostrado en la figura 1, que comprende una cinta transportadora, que desplaza dicho material hasta la abertura de entrada de material.

Por otro lado, y también como se puede apreciar en la figura 1, la máquina de fragmentación comprende una carcasa exterior superior (15) situada a una altura superior sobre la parrilla de fragmentado superior (11), exterior a la zona de acumulación (16), estando la máquina de fragmentación en posición y orientación de uso. Dicha carcasa exterior (15) impide que el material fragmentado expulsado por la pluralidad de orificios de salida de dicha parrilla de fragmentado superior (11), se pierda o disperse, haciendo que se dirija hacia la zona de salida.

Además, la máquina de fragmentación también dispone de una parrilla de retrituración (14) que permite dirigir el material a fragmentar, acumulado en la zona de acumulación (16), hacia la abertura de entrada de material a fragmentar (8), de la cámara de fragmentación (1), creando una recirculación de dicho material.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Máquina de fragmentación que comprende:

- una cámara de fragmentación (1) que comprende una abertura de entrada de material a fragmentar (8);

- una parrilla de fragmentado inferior (3) que comprende una pluralidad de orificios de salida, situada en una parte inferior de la cámara de fragmentación (1);

- un rotor de corte, situado en un interior de la cámara de fragmentación (1), que comprende un eje de giro (4) y dos o más discos (5) montados en dicho eje de giro (4), estando el rotor de corte en una parte superior de la parrilla de fragmentado inferior (3);

- una pluralidad de martillos (6), montados en los perímetros exteriores de los dos o más discos (5) del rotor de corte, configurados para golpear el material a fragmentar (8); - un medio de accionamiento de rotación, conectado al eje de giro (4), configurado para transmitir un movimiento de rotación a los discos (5) del rotor de corte;

- al menos un yunque de fragmentado (9) que comprende un elemento inmóvil, configurado para recibir un impacto de material a fragmentar (8), golpeado por los martillos (6);

caracterizado porque la máquina de fragmentación comprende:

- una zona de acumulación (16) situada en el interior de la cámara de fragmentación (1), y sobre del rotor de corte; y

- una parrilla de fragmentado superior (11), situada en una parte superior de la zona de acumulación (16), que comprende una pluralidad de orificios de salida por donde se expulsa el material fragmentar (8) acumulado en la zona de acumulación (16), por el golpeo de los martillos (6), en dicha zona;

donde la zona de acumulación (16) está configurada para acumular un material a fragmentar (8) de un tamaño superior a los orificios de salida de la parrilla de fragmentado inferior (3), durante el giro del rotor de corte, incrementando un área efectiva de golpeo; y

donde la parrilla de fragmentado superior (11), comprende una superficie plana inclinada, un ángulo superior a 0° e inferior a 60°, respecto de un plano horizontal definido por un solado en el que se apoya la máquina de fragmentación.

2. Máquina de fragmentación, según la reivindicación 1, donde la parrilla de fragmentado superior (11), comprende una superficie plana, inclinada respecto del plano horizontal, un ángulo comprendido entre 20 y 45°, estando la máquina de fragmentación en posición de funcionamiento.

3. Máquina de fragmentación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una trampilla de evacuación (13) de material intriturable situada en la zona de acumulación (16).

4. Máquina de fragmentación, según la reivindicación anterior, donde la zona de acumulación (16) está situada sobre el rotor de corte, y está delimitada por:

- una bandeja ciega (10), que limita la acumulación del material a fragmentar (8) que comprende un tamaño superior a los orificios de salida de la parrilla de fragmentado inferior (3), durante el giro del rotor de corte;

- la parrilla de fragmentado superior (11); y

- la trampilla de evacuación (13) de material intriturable.

5. Máquina de fragmentación, según la reivindicación anterior, donde:

- la parrilla de fragmentado superior (11) comprende un primer borde extremo en contacto con un primer borde extremo de la bandeja ciega (10);

estando la máquina de fragmentación en posición y orientación de uso:

- dicho primer borde extremo de la parrilla superior (11) también se encuentra situado en una región frontera dispuesta a una altura superior del eje de giro (4), respecto de la sección transversal de la dirección horizontal del eje de giro (4); y

- donde dicha región frontera comprende una anchura transversal de 100 mm, y está centrada respecto del eje de giro (4).

6. Máquina de fragmentación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde, estando la máquina de fragmentación en posición de funcionamiento, el eje de giro (4) del rotor de corte está orientado en una dirección sustancialmente horizontal, donde los dos o más discos (5) comprenden una disposición conjunta con una forma cilindrica.

7. Máquina de fragmentación, según la reivindicación anterior, donde la cámara de fragmentación (1) de la máquina fragmentadora está dividida en tres regiones angulares (I, II, III), respecto del eje de giro (4), y respecto de una sección transversal a la dirección horizontal de dicho eje de giro (4):

- una región angular de entrada de material (I), por donde se sitúa la abertura de entrada para introducir el material a fragmentar (8) a un interior de la cámara de fragmentación ( 1);

- una región angular de fragmentación (II) en la que se sitúa la o las parrillas de fragmentado inferior (3), en donde se produce un golpeo inicial de la pluralidad de martillos (6) contra el material a fragmentar (8), expulsando trozos fragmentados por los orificios de salida de dicha o dichas parrillas de fragmentado inferior (3);

- una región angular de acumulación (III) donde se encuentra la zona de acumulación (16).

8. Máquina de fragmentación, según la reivindicación anterior, donde la región angular de acumulación (III) comprende una sección transversal angular, que comprende un ángulo comprendido entre 75° y 105°, preferentemente comprende un valor de 90°.

9. Máquina de fragmentación, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, y la reivindicación 4, donde la región angular de acumulación (III) está dividida en tres subregiones angulares (a, 9, P), respecto del eje de giro (4), y respecto de una sección transversal a la dirección horizontal de dicho eje de giro (4):

- una primera subregión angular (9) delimitada por la trampilla de evacuación (13) de material intriturable;

- una segunda subregión angular (a) delimitada por la parrilla de fragmentado superior (11); y

- una tercera subregión angular (P) delimitada por la bandeja ciega (10);

donde la segunda subregión angular (a) es mayor que cualquiera de las otras subregiones (P, 9); y donde la segunda subregión angular (a) es mayor de 30°.

10. Máquina de fragmentación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una carcasa exterior superior (15) situada a una altura superior sobre la parrilla de fragmentado superior (11), exterior a la zona de acumulación (16), estando la máquina de fragmentación en posición y orientación de uso, donde dicha carcasa exterior (15) está configurada para conducir el material a fragmentar (8) expulsado por la pluralidad de orificios de salida de dicha parrilla de fragmentado superior (11), hacia una salida de material fragmentado.

11. Máquina de fragmentación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una parrilla de retrituración (14) que comprende una pluralidad de orificios configurados para filtrar material a fragmentar (8) acumulado en la zona de acumulación (16), por el golpeo de los martillos (6) hacia la abertura de entrada de material a fragmentar (8), de la cámara de fragmentación (1).

12. Máquina de fragmentación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la máquina de fragmentación comprende al menos un yunque de post- fragmentado (12) situado en la zona de acumulación (16).