BR112019016260A2

BR112019016260A2 - máquina de trituração com cone e processo de trituração que emprega uma tal máquina

Info

Publication number: BR112019016260A2
Application number: BR112019016260A
Authority: BR
Inventors: Portal Jérôme
Original assignee: Fives Fcb; Fives Solios
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2020-04-07
Also published as: EP3585518A1; CN110446554A; JP2020508218A; CA3052731A1; AU2018225355A1; KR102470398B1; KR20190116317A; JP6976355B2; CA3052731C; FR3063234B1; CN208679263U; US11369969B2; EP3585518B1; DK3585518T3; RU2741635C1; ZA201904890B; WO2018154222A1; FR3063234A1; US20200023372A1; CN110446554B

Abstract

máquina (1) de trituração que compreende: uma bancada (2), uma cuba (3), um cone (5) posicionado no interior da cuba (3), a máquina (1) compreendendo por outro lado um dispositivo (7) de colocação em vibrações da cuba (3) em relação à bancada (2); a máquina (1) sendo caracterizada pelo fato de que o dispositivo (7) de colocação em vibrações da cuba (3) compreende pelo menos dois vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) montados sobre o chassi (4), cada vibrador (8a, 8b, 8c, 8d) sendo colocado em rotação em torno de um eixo longitudinal do chassi por um motor (10), cada motor (10) acionando independentemente uns dos outros o vibrador ao qual ele está associado.

Description

“MÁQUINA DE TRITURAÇÃO COM CONE E PROCESSO DE TRITURAÇÃO QUE EMPREGA UMA TAL MÁQUINA” [0001] A invenção se refere ao domínio das máquinas de fragmentação, também chamadas de máquinas de trituração e/ou de britagem de matéria, tais como minérios. Mais precisamente, a invenção se refere ao domínio das máquinas de trituração nas quais a matéria é triturada entre um cone e uma cuba troncônica sem fundo por colocação em movimento da cuba em relação ao cone.

[0002] O princípio de funcionamento de uma tal máquina está descrito no documento FR 2 687 080. A máquina compreende uma cabeça cônica, chamada também de o cone, alojada dentro de uma cuba, um espaço sendo definido entre a cabeça e a cuba. A cabeça cônica está em posição fixa em relação a uma bancada, enquanto que a cuba é posicionada sobre uma estrutura de sustentação, montada flutuante em relação à bancada. A estrutura de sustentação é deslocável em um plano horizontal em relação à bancada graças a vibradores que são colocados em movimento por meios apropriados. Assim, a matéria despejada dentro do espaço entre o cone e a cuba é triturada pela colocação em movimento em translação circular no plano horizontal da cuba em relação ao cone. A matéria triturada cai então dentro de um conduto situado sob o cone.

[0003] O documento EP 0 642 387 propõe duas melhorias. Por um lado, a cabeça cônica é montada livre em rotação em torno de um eixo vertical em relação à bancada, a fim de limitar os fenômenos de desgaste devidos aos movimentos em um plano tangencial entre a cuba e a cabeça. Por outro lado, a altura do cone em relação à cuba pode ser ajustada, de maneira a regular a largura mínima do espaço entre a cabeça e a cuba, e, portanto, o tamanho máximo dos produtos triturados. De fato, medindo assim a velocidade de rotação da cabeça, é deduzida daí a espessura da camada de matéria, e, portanto, o tamanho máximo dos produtos triturados. Comparando para isso essa espessura com um valor de referência, é possível regular os parâmetros da máquina.

[0004] O documento EP 0 833 692 descreve um sistema de colocação em vibrações da cuba que permite limitar as vibrações verticais. Com essa finalidade,

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2/18 várias árvores com vibrador verticais são montadas em um chassi que sustenta a cuba, cada árvore levando um vibrador composto por dois contrapesos dispostos de um lado e de outro de uma base do chassi que define um plano horizontal. Assim, quando os vibradores são colocados em rotação, as forças que eles exercem estão situadas no plano horizontal da base.

[0005] Nos exemplos apresentados acima, o sistema de colocação em vibrações compreende árvores com vibrador, em geral quatro, dispostas em quadrado em torno da cuba e da cabeça cônica. Uma primeira árvore com vibrador é acoplada a um motor, e as outras árvores são acionadas a partir da primeira árvore por um conjunto de polias e de correia. A vibração dos vibradores deve ser sincronizada para evitar o aparecimento de momentos parasitas.

[0006] Por ocasião do arranque da máquina, as árvores com vibradores são colocadas em rotação, a velocidade das mesmas aumentando progressivamente até uma velocidade nominal. A matéria despejada entre a cabeça e a cuba é então triturada. No entanto, sem precaução especial, as vibrações da cuba passam por diferentes frequências das quais algumas podem corresponder a frequências de ressonância da máquina, o que é prejudicial para a máquina.

[0007] É nesse caso conhecido instalar um dispositivo de defasagem para regular a decalagem angular de um grupo de vibradores em relação ao outro grupo, a fim de modificar a amplitude da resultante das forças engendradas pelos vibradores. Assim, no arranque, dois vibradores estão em oposição de fase em relação aos dois outros vibradores de modo que a resultante das forças engendradas pelos vibradores seja nula: a cuba está imóvel em relação à cabeça. A oposição de fase é mantida até que a velocidade nominal seja atingida. E depois, todos os vibradores são colocados em fase, de modo que a resultante das forças seja máxima, e a cuba é colocada em movimento em relação à cabeça para tritura a matéria.

[0008] Por exemplo, como representado no documento EP 0 833 692, a amplitude pode ser modificada por meio de um ou dois macacos rotativos que permitem modificar a defasagem dos vibradores de um grupo em relação a aqueles do outro grupo.

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3/18 [0009] Assim, a defasagem e a colocação em fase dos vibradores uns em relação aos outros se apoiam notadamente na transmissão pelo conjunto de polias e de correias, tornando a regulagem pouco precisa e pouco fiável. De fato, o desgaste das polias e das correias assim como a tensão nas correias devem ser vigiados a fim de conservar uma regulagem fina. A correia pode também “saltar” sobre os entalhes das polias, ainda mais que os entalhes são submetidos ao desgaste, decalando a posição angular dos vibradores uns em relação aos outros.

[0010] Por outro lado, o conjunto de polias e de correias aumenta o número de peças na máquina, tornando a mesma complexa, e tornando a manutenção delicada. Notadamente, os macacos hidráulicos para fazer as árvores dos vibradores pivotarem necessitam de uma estanqueidade robusta, ao mesmo tempo em relação aos pivotamentos das árvores, mas também em relação a vibrações da máquina. Numerosos problemas de vazamento podem sobrevir.

[0011] Por outro lado, durante o funcionamento da máquina, os macacos hidráulicos têm tendência a pivotar, notadamente por causa de vazamentos que podem ser acentuados sob o efeito das vibrações da máquina, de modo que a posição dos mesmos se torna aleatória. Os macacos hidráulicos não podem manter de maneira fiável uma posição intermediária. Assim, os vibradores funcionam em geral baseado em um princípio tudo ou nada: ou os vibradores estão defasados, e a resultante das forças é nula, ou os vibradores estão em fase, e a resultante é máxima. Uma posição intermediária só pode ser mantida por um curto tempo, de maneira excepcional.

[0012] É possível, no entanto, ser exigido adaptar o valor da resultante máxima como sendo uma regulagem do processo geral. Como esse valor não pode ser adaptado de maneira perene mantendo para isso pelos macacos uma posição intermediária, batentes mecânicos são instalados manualmente nos macacos para definir uma posição que dá a resultante máxima. A colocação no lugar dos batentes é fastidiosa, e implica a paralisação da máquina de trituração durante o tempo das operações de instalação. Ora, a máquina de trituração estando em geral integrada em um processo mais global de tratamento da matéria, a paralisação da máquina impacta

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4/18 o processo global.

[0013] Existe, portanto, uma necessidade de uma nova máquina de trituração e/ou britagem que supera notadamente os inconvenientes precitados.

[0014] Com essa finalidade, de acordo com um primeiro aspecto, a invenção propõe uma máquina de trituração que compreende:

- uma bancada,

- uma cuba que forma uma pista interior de trituração. A cuba é montada sobre um chassi móvel em translação pelo menos em um plano transversal em relação à bancada,

- um cone que forma uma pista exterior de trituração e que é posicionado no interior da cuba.

[0015] A máquina compreende por outro lado um dispositivo de colocação em vibrações da cuba em relação à bancada em um plano transversal, de modo que matéria é triturada entre a pista interior e a pista exterior de trituração pelo movimento relativo da cuba em relação ao cone.

[0016] O dispositivo de colocação em vibrações da cuba compreende pelo menos dois vibradores montados sobre o chassi, cada vibrador sendo colocado em rotação em torno de um eixo longitudinal do chassi por um motor. Cada motor aciona independentemente uns dos outros o vibrador ao qual ele está associado. O dispositivo de colocação em vibrações da cuba compreende por outro lado um sistema de controle dos motores e um sistema de medição do ângulo de defasagem relativa entre os vibradores, de modo que o dispositivo de vibração pode tomar pelo menos três posições:

- uma posição dita zero, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores é tal que as vibrações da cuba são de amplitude mínima;

- uma posição dita máxima, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores é nulo, de modo que as vibrações da cuba são de amplitude máxima;

- pelo menos uma posição dita intermediária, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores é tal que as vibrações da cuba são de amplitude intermediária entre a amplitude máxima e a amplitude mínima, o sistema de controle

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5/18 sendo próprio para fazer o dispositivo de vibrações passar de uma posição para a outra ao mesmo tempo em que mantém a rotação dos vibradores.

[0017] As vibrações para triturar a matéria podem assim ser adaptadas em linha, sem paralisação da máquina, em função da potência de trituração exigida para triturar a matéria. A máquina funciona assim de modo contínuo.

[0018] De acordo com um modo de realização, cada motor é montado sobre a bancada e compreende uma árvore motriz que se estende longitudinalmente. Cada vibrador é montado sobre uma árvore com vibrador, uma ligação entre a árvore motriz e a árvore com vibrador correspondente compreendendo um acoplamento rígido no plano transversal, de modo que a árvore com vibrador é acionada em rotação pela árvore motriz e um acoplamento flexível de acordo com a direção longitudinal, de modo que a árvore com vibrador pode se deslocar de acordo com a direção longitudinal em relação à árvore motriz em um trajeto máximo determinado.

[0019] A flexibilidade de ligação entre a árvore motriz e a árvore com vibrador permite preservar a máquina ao mesmo tempo em que assegura uma transmissão eficaz.

[0020] Por exemplo, a ligação entre a árvore motriz e a árvore com vibrador pode compreender uma biela que compreende uma junta de transmissão homocinética entre a árvore motriz e a árvore com vibrador, e pode também compreender uma peça intermediária entre a biela e a árvore motriz. A peça intermediária pode compreender uma tira feita de matéria elastomérica fixada em sobreposição entre duas partes de um corpo rígido da peça intermediária. Mais precisamente, uma primeira parte pode ser fixada em uma extremidade da árvore motriz e uma segunda parte pode ser fixada em uma extremidade da biela. Uma delas, a primeira parte ou a segunda parte pode compreender por outro lado uma espiga saliente longitudinalmente que opera junto com uma perfuração longitudinal da outra delas, a primeira parte ou a segunda parte para guiar o deslocamento da árvore com vibrador de acordo com a direção longitudinal em relação à árvore motriz.

[0021] Essa realização é pouco custosa para instalar e assegura a transmissão entre a árvore motriz e a árvore com vibrador de maneira eficaz.

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6/18 [0022] De acordo com um modo de realização, cada motor compreende um modo motor, no qual o motor consome energia para colocar em rotação o vibrador associado, e um modo gerador, no qual o motor gera energia freando para isso o vibrador associado. Com essa finalidade, por exemplo, o sistema de controle dos motores pode compreender um dispositivo de recuperação e de estocagem de pelo menos uma parte da energia gerada por cada motor em modo gerador. Em variante ou em combinação, o sistema de controle dos motores pode compreender um dispositivo de dissipação de pelo menos uma parte da energia gerada por cada motor em modo gerador.

[0023] A energia recuperada permite assim diminuir os custos de funcionamento da máquina. A energia recuperada pode assim ser utilizada ou para controlar a máquina, ou para alimentar ouros dispositivos.

[0024] De acordo com um segundo aspecto, é proposto um processo de trituração que emprega uma máquina de trituração tal como apresentada acima. O processo compreende nesse caso as etapas seguintes:

- a colocação na posição zero do dispositivo de colocação em vibrações;

- a determinação pelo sistema de controle de um esforço de trituração em função de pelo menos um parâmetro de trituração;

- o aumento da velocidade de rotação dos vibradores até um valor determinado pelo esforço de trituração;

- a colocação em posição relativa dos vibradores com um ângulo de defasagem entre os vibradores determinado pelo esforço de trituração;

- a alimentação com matéria a triturar da máquina entre as duas pistas de trituração.

[0025] O processo compreende por outro lado, a rotação dos vibradores sendo mantida:

- a detecção de uma modificação de pelo menos um parâmetro de trituração;

- a determinação de um novo esforço de trituração;

- a modificação de pelo menos o ângulo de defasagem entre os vibradores

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7/18 em função do novo esforço.

[0026] De acordo com um modo de realização especial, um parâmetro de trituração modificado pode ser a granulometria da matéria triturada na saída da máquina de trituração. Assim, ajustando para isso o esforço de trituração em linha, as caraterísticas granulométricas da matéria na saída da máquina podem ser adaptadas em função das necessidades.

[0027] Em variante ou em combinação, um parâmetro de trituração modificado pode ser a granulometria da matéria que alimenta a máquina de trituração. A modificação da granulometria da matéria que entra na máquina de trituração é encontrada correntemente. É assim especialmente vantajoso economicamente adaptar o esforço de trituração à granulometria da matéria a triturar.

[0028] De acordo com um modo de realização, a máquina de trituração compreende por outro lado um sensor de vibrações da cuba de acordo com a direção longitudinal, quer dizer as vibrações verticais. A detecção de uma modificação do parâmetro de trituração pode nesse caso compreender:

- a determinação de um espectro de referência das vibrações longitudinais da cuba,

- a comparação entre p espectro de referência e um espectro medido pelo sensor de vibrações,

- a quantificação de uma diferença entre o espectro de referência e o espectro medido,

- se a diferença quantificada excede um valor limite, a confirmação da detecção de uma modificação de pelo menos um parâmetro de trituração da matéria que alimenta a máquina de trituração.

[0029] A vigilância das vibrações verticais permite notadamente vigiar uma falha de uma máquina, e antecipar a mesma para evitar a quebra que necessitaria de uma longa paralisação da máquina para o conserto.

[0030] De acordo com um modo de realização, a colocação em posição de arranque compreende as etapas seguintes:

- os vibradores estando parados, o registro de uma posição inicial dos

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8/18 vibradores na qual a defasagem entre os vibradores corresponde à posição zero do dispositivo de colocação em vibrações;

- o deslocamento dos vibradores;

- a colocação em rotação dos vibradores até que os vibradores estejam em sua posição inicial.

[0031] Esse procedimento de registro de uma posição inicial permite dar a partida na máquina mais rapidamente, e de maneira automática. Por exemplo, quando uma falha exigiu a paralisação da máquina, a nova partida da máquina a partir da posição inicial registrada pode ser feita de maneira automática.

[0032] De acordo com um modo de realização, quando um corte de alimentação da matéria se produz, o dispositivo de colocação em vibrações da cuba é posto na posição zero, a fim de preservar a máquina. Como cada vibrador é comandado independentemente dos outros por um motor, a colocação na posição zero é feita muito rapidamente, preservando a integridade da máquina.

[0033] De acordo com um modo de realização, quando um corte de alimentação elétrica dos motores se produz, o processo pode compreender as etapas seguintes:

- a colocação em modo gerador de pelo menos um motor,

- a recuperação e a estocagem de pelo menos uma parte da energia de frenagem pelo dispositivo de recuperação e de estocagem;

- a colocação na posição zero do dispositivo de colocação em vibrações da cuba utilizando para isso pelo menos uma parte da energia recuperada no dispositivo de recuperação e de estocagem para defasar os vibradores,

- a manutenção da posição zero até a paralisação da rotação do conjunto dos vibradores.

[0034] Outros efeitos e vantagens aparecerão à luz da descrição de modos de realização da invenção acompanhada pelas figuras nas quais:

- a figura 1 é uma vista em corte de cima de uma máquina de trituração de acordo com um modo de realização da invenção no qual quatro vibradores são comandados por quatro motores independentes,

- a figura 2 é uma vista da máquina da figura 1 de acordo com a linha de

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9/18 corte ll-ll;

- a figura 3 é uma representação esquemática de um modo de realização do controle da máquina da figura 1;

- a figura 4 é uma vista de detalhe IV-IV da figura 2.

[0035] Nas figuras 1 e 2, é representada uma máquina 1 de trituração por vibrações. A máquina 1 compreende uma bancada 2, destinada a repousar sobre o solo.

[0036] A máquina 1 compreende além disso uma cuba 3, da qual a superfície interior forma uma pista 3a interior de trituração. A cuba 3 é montada sobre um chassi 4 móvel em translação em relação à bancada 2 pelo menos em um plano transversal, que é na prática substancialmente o plano horizontal. Com essa finalidade, o chassi 4 é montado sobre a bancada 2 por intermédio de blocos 4a elásticos, que se deformam elasticamente tanto transversalmente quanto longitudinalmente para limitar a transmissão das vibrações à bancada 2. Um cone 5, do qual a superfície exterior tem uma forma substancialmente complementar a aquela da superfície interior da cuba 3 e que forma uma pista 5a exterior de trituração é colocado no interior da cuba 3. De preferência, o cone 5 é montado sobre uma árvore 6 que se estende de acordo com um eixo A longitudinal, que é na pratica substancialmente vertical, e sustentado por uma bancada 2a secundária. A bancada 2a secundária é suspensa ao chassi 4.

[0037] A máquina 1 compreende finalmente um dispositivo 7 de colocação em vibrações da cuba 3 em relação à bancada 2 em um plano transversal (figura 3). Assim, sob o efeito do dispositivo 7 de colocação em vibrações, a cuba 3 se desloca em um plano transversal em relação ao cone 5, de modo que a matéria é triturada entre a pista 3a interior e a pista 5a exterior. O dispositivo 7 de colocação em vibrações compreende pelo menos 2 vibradores.

[0038] De acordo com um modo de realização que é aquele das figuras, o dispositivo 7 de colocação em vibrações compreende quatro vibradores 8a, 8b, 8c, 8d distribuídos em quadrado sobre o chassi 4. Cada vibrador 8a, 8b, 8c, 8d pode ser formado por duas partes chamadas de contrapesos distribuídos de um lado e de outro de um plano substancialmente transversal ao chassi 4, de modo que as vibrações da

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10/18 cuba 3 provocadas pela rotação dos vibradores 8a, 8b, 8c, 8d permanecem substancialmente nesse plano transversal. Cada vibrador 8a, 8b, 8c, 8d é fixado em uma árvore 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador de eixo longitudinal acionado em rotação em relação ao chassi 1 por um motor 10, das quais os motores 10 das árvores 9a, 9c com vibrador estão visíveis na figura 2. Assim, quando os vibradores são colocados em rotação, a cuba 3 é colocada em vibrações e descreve um movimento de translação circular em um plano transversal.

[0039] De maneira geral, o dispositivo 7 de colocação em vibrações compreende pelo menos dois vibradores, distribuídos regularmente em torno do eixo A longitudinal, a fim de gerar vibrações, principalmente e mesmo exclusivamente, no plano transversal, a fim de que a energia consumida pela máquina seja utilizada de maneira ótima para triturar a matéria entre a pista 4a interior e a pista 5a exterior de trituração. Medidas especiais podem ser tomadas a fim de limitar as vibrações longitudinais, quer dizer na prática as vibrações verticais. Os vibradores são por exemplo idênticos uns aos outros, e dispostos à equidistância do eixo A longitudinal e à equidistância uns dos outros. Quando os vibradores não são idênticos, a distância ao eixo A longitudinal e a distância entre uns e outros pode ser adaptada em consequência disso.

[0040] Cada motor 10 aciona o vibrador correspondente independentemente dos outros vibradores. Mais precisamente, cada motor 10 comanda a posição e a velocidade de rotação do vibrador correspondente. Como será explicitado mais adiante, cada motor 10 é de preferência um motor reversível, quer dizer que ele compreende um modo motor, no qual ele consome energia para colocar em rotação o vibrador correspondente, e um modo gerador no qual ele gera energia freando para isso o vibrador correspondente.

[0041] Mais precisamente, o dispositivo 7 de colocação em vibrações compreende um sistema 11 de controle dos motores 10 e um sistema 12 de medição da defasagem relativa entre os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d, quer dizer o ângulo relativo entre os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d, de modo que o dispositivo 7 de vibração pode tomar pelo menos três posições:

- uma posição dita zero, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores

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8a, 8b, 8c, 8d é tai que as vibrações da Cuba 3 têm uma amplitude mínima, e mesmo nula;

- uma posição dita máxima, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d é nulo, de modo que as vibrações da cuba 3 têm uma amplitude máxima;

- pelo menos uma posição dita intermediária, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d é tal que as vibrações da cuba 3 têm uma amplitude intermediária entre a amplitude máxima e a amplitude mínima.

[0042] Na prática, o dispositivo 7 de vibrações pode tomar um grande número de posições intermediárias, de maneira a regular a amplitude das vibrações em função da potência de trituração exigida.

[0043] De acordo com o exemplo apresentado nas figuras, quer dizer com quatro vibradores 8a, 8b, 8c, 8d, a defasagem dos vibradores é realizada dois a dois. Assim, na posição zero, os vibradores 8a, 8c opostos diagonalmente estão em fase um com o outro, do mesmo modo que os vibradores 8b, 8d opostos diagonalmente estão em fase um com o outro, enquanto que os vibradores 8a, 8c estão em oposição e fase em relação aos vibradores 8b, 8d, quer dizer que o ângulo de defasagem é substancialmente de 180^s. Na posição máxima, os quatro vibradores 8a, 8b, 8c, 8d estão em fase uns com os outros. Finalmente, na posição intermediária, os vibradores 8a, 8c estão defasados de um ângulo diferente de 180^s em relação aos vibradores 8b, 8d.

[0044] Mais precisamente, cada vibrador 8a, 8b, 8c, 8d pode ser associado a um sensor de posição, que permite conhecer a cada momento a posição de cada um dos vibradores 8a, 8b, 8c, 8d.

[0045] O sistema 11 de controle é assim capaz de fazer o dispositivo 7 de colocação em vibrações passar de uma posição para a outra ao mesmo tempo em que mantém a rotação dos vibradores. De fato, graças notadamente à independência dos motores 10, a qualquer momento, a posição de cada vibrador, sua velocidade de rotação e sua defasagem em relação aos outros vibradores são conhecidas e podem ser reguladas em linha, sem que a máquina 1 deva ser paralisada.

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12/18 [0046] Com essa finalidade, o sistema 11 de controle compreende um computador 13 que, a partir do conhecimento da velocidade de rotação e da posição de cada vibrador e da defasagem entre os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d permite conhecer a qualquer momento a amplitude das vibrações da cuba 3. Comparando para isso o valor calculado com um valor alvo, o dispositivo 7 de colocação em vibrações pode regular notadamente a defasagem entre os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d para regular a amplitude das vibrações da cuba 3 a qualquer momento, e assim regular o esforço de trituração. Eventualmente, o sistema 11 de controle pode por outro lado regular a velocidade de rotação dos vibradores para regular a potência de trituração.

[0047] Assim, a posição intermediária não depende da montagem mecânica, mas sim pode ser regulada em linha, sem interromper o funcionamento da máquina 1, pelo sistema 11 de controle dos motores 10 que age diretamente sobre os motores. Por outro lado, graças à utilização dos motores 10 associados cada um deles a um vibrador 8a, 8b, 8c, 8d, a posição de cada vibrador 8a, 8b, 8c, 8d é mantida com uma grande fiabilidade durante um tempo que pode ir de alguns minutos a várias horas. Por exemplo, o sistema 11 de controle permite conectar os motores 10 por intermédio de um sistema de partilha de carga, para assegurar um controle sincronizado dos motores 10 e dos vibradores 8a, 8b, 8c, 8d.

[0048] Graças a essa nova concepção de máquina 1 de trituração na qual os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d são comandados cada um deles por um motor 10 independentemente uns dos outros, a máquina 1 permite adaptar o esforço de trituração em função das características da matéria que entra e das características visadas para a matéria que sai da máquina 1.

[0049] Assim, para triturar a matéria, o dispositivo 7 de colocação em vibrações é previamente colocado na posição zero. Uma potência inicial de trituração pode ser determinada pelo computador 13 em função de pelo menos um parâmetro de trituração. A potência inicial de trituração determina uma velocidade inicial de rotação e uma defasagem inicial dos vibradores 8a, 8b, 8c, 8d, essa defasagem inicial podendo corresponder à posição máxima e depois a uma posição intermediária. O sistema 11 de controle aumenta então progressivamente a velocidade de rotação dos

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13/18 vibradores 8a, 8b, 8c, 8d até que ela atinja o valor inicial. O dispositivo 7 de colocação em vibrações estando na posição zero, a cuba 3 não tem ou tem poucos deslocamentos transversais em relação ao cone 5. Assim, é evitado, durante a subida de velocidade de rotação, passar por frequências de ressonância da máquina 1 que poderíam degradar a mesma. E depois, o sistema 11 de controle desloca os vibradores de maneira a obter a defasagem inicial determinada, e, portanto, a potência inicial de trituração.

[0050] Enquanto os parâmetros de trituração não forem modificados, a potência de trituração pode ser mantida substancialmente igual à potência de trituração inicial: a velocidade de rotação dos vibradores e a defasagem são mantidas, com uma fiabilidade aumentada graças à utilização dos motores 10 associados cada um deles a um vibrador 8a, 8b, 8c, 8d.

[0051] No entanto, pode acontecer que um parâmetro de trituração seja modificado em curso de alimentação da matéria.

[0052] Por parâmetro de trituração, é designado aqui qualquer parâmetro que pode influir sobre as características da matéria na saída da máquina 1 de trituração. Podem ser citadas de maneira não limitative a granulometria dos granulados, quer dizer notadamente o tamanho, a dureza, a forma e a porosidade dos granulados, a densidade da matéria que entra, a granulometria visada dos granulados na saída da matéria, a vazão de matéria. Na prática, a granulometria da matéria que entra, e notadamente o tamanho dos granulados, em relação à granulometria visada, e notadamente o tamanho dos granulados, da matéria que sai, constituem os parâmetros de trituração utilizados com mais frequência.

[0053] Detectando assim a modificação de um parâmetro de trituração, uma nova potência de trituração pode ser calculada pelo computador 13, e o ângulo de defasagem, e/ou a velocidade de rotação, dos vibradores pode ser modificado para obter a nova potência de trituração, ao mesmo tempo em que se mantém a rotação dos vibradores. Aqui ainda, o ângulo de defasagem dos vibradores pode corresponder à posição máxima ou a uma posição intermediária.

[0054] De fato, a potência de trituração está diretamente ligada à amplitude das

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14/18 vibrações da cuba 3, amplitude essa que é determinada pela defasagem entre os vibradores. Mais precisamente, é o esforço de trituração que depende diretamente da defasagem dos vibradores.

[0055] Ora, a potência de trituração exigida pode ser determinada notadamente em função das características da matéria que entra e das características visadas para a matéria que sai. Por exemplo, quanto maior for a diferença de tamanho entre os granulados da matéria que sai e da matéria que entra, maior deve ser a potência de trituração.

[0056] Um exemplo de aplicação se refere à mineralurgia, quer dizer a trituração de minérios. De acordo com as necessidades, pode ocorrer que a matéria que sai apresente uma proporção de granulados de tamanhos inferiores a um tamanho exigido, que são chamados de as finas, que seja elevada demais. De fato, as partículas finas podem ser prejudiciais aos processos de tratamento a jusante. Graças à nova máquina 1 apresentada aqui, a potência de trituração é ajustada para evitar a produção de finas.

[0057] De maneira geral, graças à máquina 1 de trituração assim projetada, e contrariamente às máquinas do estado da técnica, não é necessário paralisar a máquina 1 de trituração para mudar a defasagem entre os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d e manter uma nova potência de trituração diferente daquela determinada inicialmente por ocasião do arranque da máquina 1.

[0058] A modificação de um parâmetro de trituração pode ser feita à montante da máquina 1, por exemplo medindo para isso diretamente as características da matéria que entra, ou à jusante da máquina 1, por exemplo medindo para isso as características da matéria que sai. De acordo com um modo de realização, a máquina 1 compreende além disso um sensor das vibrações longitudinais da cuba 3. Comparando assim o espectro das vibrações longitudinais medida pelo sensor com um espectro de referência, é possível detectar uma modificação de um parâmetro de trituração. Uma diferença entre o espectro medido e o espectro de referência é quantificada. Pode se tratar por exemplo de uma diferença de amplitude, de frequência ou ainda uma decalagem temporal. Se a diferença quantificada excede um

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15/18 valor limite, a detecção de uma modificação de um parâmetro de trituração pode ser confirmada, por exemplo pelo envio de um sinal ao dispositivo 7 de colocação em vibrações, para regular em consequência disso a defasagem dos vibradores.

[0059] De fato, podem ocorrer situações nas quais a potência de trituração da máquina 1 é inadaptada. Por exemplo, a potência pode ser insuficiente, de modo que os granulados da matéria que entra não são triturados, e provocam um bloqueio. Pode também ocorrer que a potência de trituração seja elevada demais, de modo que a pista 5a exterior do cone 5 entra em contato com a pista 3a interior da cuba 3. Em tais situações, vibrações longitudinais não desejadas aparecem, assinalando que a potência de trituração deve ser ajustada.

[0060] A máquina 1 assim formada pode ser mais reativa às mudanças dos parâmetros de trituração do que as máquinas de trituração do estado da técnica. Notadamente, quando um corte de alimentação da matéria se produz, esse último é rapidamente detectado, e, graças aos motores 10, o dispositivo 7 de colocação em vibrações pode rapidamente se colocar na posição zero, para evitar que a cuba 3 entre em contato com o cone 5 e que as pistas 3a, 5a de trituração sejam degradadas. O tempo de reação é da ordem de alguns segundos entre a detecção do corte de alimentação da matéria e a colocação na posição zero, enquanto que no estado da técnica com polias, o tempo de reação é de várias dezenas de segundos.

[0061] A posição dos vibradores é também precisa, com em geral uma decalagem angular inferior a 1^s. Por outro lado, a posição e a velocidade dos vibradores 8a, 8b, 8c, 8d sendo conhecidas em qualquer momento, é fácil dispor uma manutenção preditiva: quando a potência desenvolvida por um vibrador se afasta demais de uma potência de referência ou daquela dos outros vibradores, um sinal de manutenção pode ser gerado para indicar que uma intervenção, por exemplo uma operação de lubrificação, um diagnóstico dos rolamentos ou uma inspeção visual, deve ser realizada.

[0062] De acordo com um modo de realização ilustrado notadamente na figura 4, o sensor de posição de cada vibrador é de tipo codificador. Um operador coloca os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d em uma posição inicial na qual a defasagem entre os

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16/18 vibradores 8a, 8b, 8c, 8d corresponde à posição zero do dispositivo 7 de colocação em vibração. Cada codificador registra então a posição do vibrador associado. Assim, depois que os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d tenham sido afastados da posição inicial dos mesmos, para dar a partida na máquina 1 convém levar o dispositivo 7 de vibrações de volta para a posição zero, a fim de poder aumentar a velocidade até a velocidade determinada pela potência de trituração exigida sem gerar vibrações. Com essa finalidade, os motores 10 colocam em rotação os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d até que cada vibrador 8a, 8b, 8c, 8dseja levado de volta para a posição inicial, antes de aumentar a velocidade de rotação dos mesmos. Assim, a máquina 1 pode ser desligada bruscamente, os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d estando em uma posição com uma defasagem relativa qualquer; a recolocação em funcionamento da máquina 1 é feita sempre com o dispositivo 7 de colocação em vibrações na posição zero.

[0063] Como mencionado acima, os motores 10 podem ser de tipo reversível. Assim, de acordo com um modo de realização, o sistema 11 de controle dos motores 10 compreende um dispositivo 14 de recuperação de pelo menos uma parte da energia gerada por cada motor 10 em modo gerador. Assim, quando um corte de alimentação elétrica se produz, pelo menos um motor 10, na prática todos os motores 10, passam para o modo gerador. A energia recuperada pode nesse caso ser utilizada pelo sistema 10 de controle para colocar o dispositivo 7 de colocação em vibrações na posição zero, de modo que as vibrações da cuba 3 são quase nulas. Assim, a velocidade de rotação dos vibradores 8a, 8b, 8c, 8d diminui progressivamente, o dispositivo 7 de colocação em vibrações sendo mantido na posição zero, sem passar por frequências de ressonância da máquina 1 que poderíam degradar a mesma.

[0064] De acordo com um modo de realização, a energia recuperada pelo dispositivo 14 de recuperação pode ser estocada.

[0065] De acordo com um outro modo de realização, a energia recuperada pelo dispositivo d14 de recuperação é diretamente utilizada por um ou vários motores 10. Mais precisamente, durante as fases transitórias que compreendem notadamente as mudanças de fase entre os vibradores 8a, 8b, 8c, 8d, como os motores 10 são ligados a um sistema de partilha de carga, a energia elétrica gerada pelo ou pelos motores

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17/18 que passam para o modo gerador pode então diretamente ser transmitida ao ou aos motores em modo de acionamento. O sistema de partilha permite assim distribuir a potência entre os motores 10 por ocasião das fases transitórias que implicam diferenças de potência muito grandes entre os motores 10.

[0066] Eventualmente, o sistema 11 de controle pode compreender além disso um dispositivo 15 de dissipação de pelo menos uma parte da energia gerada por cada motor em modo gerador, que permite evacuar a energia excedente e que evita uma sobrecarga no sistema de partilha de carga em caso por exemplo de frenagem rápida. [0067] De acordo com um modo de realização, cada motor 10 é montado sobre a bancada 2 e compreende uma árvore 16 motriz, que se estende longitudinalmente, e que é ligada à árvore 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador correspondente com o auxílio de uma ligação 17 que permite acionar a árvore 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador em rotação. Com essa finalidade, cada árvore 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador sendo montada em rotação em torno de um eixo paralelo ao eixo longitudinal do chassi 4, a ligação 17 entre a árvore 16 motriz e a árvore 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador correspondente compreendendo um acoplamento rígido no plano transversal. No entanto, as vibrações eventuais do chassi 4 que sustenta a cuba 3 podem degradar a ligação entre as árvores. Para evitar isso, a ligação compreende além disso um acoplamento flexível de acordo com a direção longitudinal, de modo que a árvore 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador pode se deslocar de acordo com a direção longitudinal em relação à árvore 16 motriz em um trajeto máximo determinado. Essa disposição permite por outro lado dispor cada motor 10 substancialmente no alinhamento longitudinal de um dos vibradores 8a, 8b, 8c, 8d.

[0068] Por exemplo, a ligação 17 entre a árvore 16 motriz e a árvore 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador correspondente compreende uma biela 18 com junta de transmissão homocinética. Trata-se por exemplo de uma biela 18 com dupla junta de cardan. A ligação 17 compreende além disso uma peça 19 intermediária entre uma extremidade da biela 18, por exemplo a extremidade no lado do motor 10. Essa peça 19 intermediária é formada notadamente por um corpo 20 rígido, por exemplo metálico, em duas partes 20a, 20b, e por uma tira 21 feita de matéria elastomérica fixada em

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18/18 sobreposição entre as duas partes 20a, 20b do corpo 20 rígido. Mais precisamente, a tira 21 tem uma forma anular, cada uma de suas bordas livres sendo ficada rigidamente em uma das partes 20a, 20b do corpo 20 rígido. Uma primeira parte 20a do corpo 20 rígido é fixada rigidamente em uma extremidade da árvore 16 motriz, e a segunda parte 20b é fixada na extremidade no lado do motor 10 da biela 18. A tira 21 feita de elastômero é suficientemente elástica para se deformar longitudinalmente, permitindo um movimento relativo longitudinal em um trajeto determinado entre a árvore 16 motriz e a árvore 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador correspondente. A fim de guiar esse deslocamento longitudinal, uma das duas partes, por exemplo a primeira parte 20a, compreende uma espiga 22 saliente longitudinalmente, e a outra parte, por exemplo a segunda parte 20b, compreende uma perfuração 23 longitudinal, complementar da espiga 22, a fim de permitir o deslizamento com guia da espiga 22 na perfuração 23. A espiga 22 pode ser adaptada por fixação rígida sobre a primeira parte 20a, ou ser monobloco com a primeira parte 20a. A segunda parte 20b é por exemplo feita de aço, e um anel feito de bronze autolubrificado é enfiado à força na perfuração 23.

[0069] A ligação 17 permite assim uma flexibilidade na transmissão da rotação a partir das árvores 16 motrizes para as árvores 9a, 9b, 9c, 9d com vibrador que absorvem as vibrações da cuba 3 em relação à bancada 2. A operação conjunta entre a espiga 22 e a perfuração 23 permite evitar as deflexões transversais prejudiciais à resistência mecânica da ligação 17.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Máquina (1) de trituração que compreende:

- uma bancada (2),

- uma cuba (3) que forma uma pista (3a) interior de trituração, a cuba sendo montada sobre um chassi (4) móvel em translação pelo menos em um plano transversal em relação à bancada,

- um cone (5) que forma uma pista (5a) exterior de trituração e que é posicionado no interior da cuba (3), a máquina (1) compreendendo adicionalmente um dispositivo (7) de colocação em vibrações da cuba (3) em relação à bancada (2) em um plano transversal, de modo que matéria é triturada entre a pista (3a) interior e a pista (5a) exterior de trituração pelo movimento relativo da cuba (3) em relação ao cone (5);

a máquina (1) sendo caracterizada pelo fato de que o dispositivo (7) de colocação em vibrações da cuba (3) compreende pelo menos dois vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) montados sobre o chassi (4), cada vibrador (8a, 8b, 8c, 8d) sendo colocado em rotação em torno de um eixo longitudinal do chassi por um motor (10), cada motor (10) acionando independentemente uns dos outros o vibrador ao qual ele está associado, o dispositivo (7) de colocação em vibrações da cuba (3) compreendendo adicionalmente um sistema (11) de controle dos motores (10) e um sistema (12) de medição do ângulo de defasagem relativa entre os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d), de modo que o dispositivo (7) de vibração pode tomar pelo menos três posições:

- uma posição dita zero, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) é tal que as vibrações da cuba (3) são de amplitude mínima;

- uma posição dita máxima, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) é nulo, de modo que as vibrações da cuba (3) são de amplitude máxima;

- pelo menos uma posição dita intermediária, na qual o ângulo de defasagem entre os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) é tal que as vibrações da cuba são de amplitude intermediária entre a amplitude máxima e a amplitude mínima, o sistema (11) de controle sendo próprio para fazer o dispositivo de

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2. Máquina (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada motor (10) é montado sobre a bancada (2) e compreende uma árvore (16) motriz que se estende longitudinalmente, e em que cada vibrador (8a, 8b, 8c, 8d) é montado sobre uma árvore (9a, 9b, 9c, 9d) com vibrador, uma ligação (17) entre a árvore (16) motriz e a árvore (9a, 9b, 9c, 9d) com vibrador correspondente compreendendo um acoplamento rígido no plano transversal, de modo que a árvore (9a, 9b, 9c, 9d) com vibrador é acionada em rotação pela árvore (16) motriz e um acoplamento flexível de acordo com a direção longitudinal, de modo que a árvore (9a, 9b, 9c, 9d) com vibrador pode se deslocar de acordo com a direção longitudinal em relação à árvore (16) motriz em um trajeto máximo determinado.

2/5 vibrações passar de uma posição para a outra ao mesmo tempo em que mantém a rotação dos vibradores (8a, 8b, 8c, 8d).

3/5 vibrador (8a, 8b, 8c, 8d) associado.

5. Máquina (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o sistema (11) de controle dos motores compreende um dispositivo (14) de recuperação de pelo menos uma parte da energia gerada por cada motor (10) em modo gerador.

6. Máquina (1) de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que o sistema (11) de controle dos motores compreende um dispositivo (15) de dissipação de pelo menos uma parte da energia gerada por cada motor (10) em modo gerador.

7. Processo de trituração que emprega uma máquina (1) de trituração como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende:

- a colocação na posição zero do dispositivo (7) de colocação em vibrações;

- a determinação pelo sistema (11) de controle de um esforço de trituração em função de pelo menos um parâmetro de trituração;

- o aumento da velocidade de rotação dos vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) até um valor determinado pelo esforço de trituração;

- a colocação em posição relativa dos vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) com um ângulo de defasagem entre os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) determinado pelo esforço de trituração;

- a alimentação com matéria a triturar da máquina (1) entre as duas pistas (3a, 5a) de trituração, o processo compreendendo adicionalmente, a rotação dos vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) sendo mantida:

- a determinação de um novo esforço de trituração;

- a modificação de pelo menos o ângulo de defasagem entre os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) em função do novo esforço.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de

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3. Máquina (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a ligação (17) entre a árvore motriz (16) e a árvore (9a, 9b, 9c, 9d) com vibrador compreende uma biela (18) que compreende uma junta de transmissão homocinética entre a árvore (16) motriz e a árvore (9a, 9b, 9c, 9d) com vibrador, e compreende uma peça (19) intermediária entre a biela (18) e a árvore motriz (16), a peça (19) intermediária compreendendo uma tira (21) feita de matéria elastomérica fixada em sobreposição entre duas partes (20a, 20b) de um corpo (20) rígido da peça (19) intermediária, uma primeira (20a) parte sendo fixada em uma extremidade da árvore (16) motriz e uma segunda parte (20b) sendo fixada em uma extremidade da biela (18), uma delas, a primeira parte (20a) ou a segunda parte (20b), compreendendo adicionalmente uma espiga (22) saliente longitudinalmente que opera junto com uma perfuração (23) longitudinal da outra delas, a primeira parte (20a) ou a segunda parte (20b), para guiar o deslocamento da árvore (9a, 9b, 9c, 9d) com vibrador de acordo com a direção longitudinal em relação à árvore (16) motriz.

4/5 que um parâmetro de trituração modificado é a granulometria da matéria triturada na saída da máquina (1) de trituração.

9. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que um parâmetro de trituração modificado é a granulometria da matéria que alimenta a máquina (1) de trituração.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a máquina (1) de trituração compreende adicionalmente um sensor de vibrações da cuba (3) de acordo com a direção longitudinal, e em que a detecção de uma modificação do parâmetro de trituração compreende:

- a determinação de um espectro de referência das vibrações longitudinais da cuba (3),

- a comparação entre o espectro de referência e um espectro medido pelo sensor de vibrações,

- se a diferença quantificada excede um valor limite, a confirmação da detecção de uma modificação de pelo menos um parâmetro de trituração da matéria que alimenta a máquina (1) de trituração.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a colocação em posição de arranque compreende:

- os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) estando parados, o registro de uma posição inicial dos vibradores na qual a defasagem entre os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) corresponde à posição zero do dispositivo (7) de colocação em vibrações;

- o deslocamento dos vibradores (8a, 8b, 8c, 8d);

- a colocação em rotação dos vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) até que os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d) estejam em sua posição inicial.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que, quando um corte de alimentação da matéria se produz, o dispositivo (7) de colocação em vibrações da cuba (3) é posto na posição zero.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12,

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4. Máquina (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que cada motor (10) compreende um modo motor, no qual o motor (10) consome energia para colocar em rotação o vibrador (8a, 8b, 8c, 8d) associado, e um modo gerador, no qual o motor (10) gera energia freando para isso o

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5/5 caracterizado pelo fato de que a máquina (1) é como definida em qualquer uma das reivindicações 4 a 6, e em que, quando um corte de alimentação elétrica dos motores (10) se produz, ele compreende:

- a colocação em modo gerador de pelo menos um motor (10),

- a recuperação e a estocagem de pelo menos uma parte da energia de frenagem pelo dispositivo (14) de recuperação;

- a colocação na posição zero do dispositivo (7) de colocação em vibrações da cuba (3) utilizando para isso pelo menos uma parte da energia recuperada no dispositivo (14) de recuperação para defasar os vibradores (8a, 8b, 8c, 8d),

- a manutenção da posição zero até a paralisação da rotação do conjunto dos vibradores (8a, 8b, 8c, 8d).