ES2326470T3 - Dispositivo y procedimiento de trituracion por molino de bolas de desplazamiento axial en vaiven. - Google Patents

Abstract

Un molino de bolas (10) que comprende: una cuba tubular (12) para contener unos medios de trituración (16) y un material que va a ser triturado, teniendo la cuba tubular un eje geométrico (18); un mecanismo de arrastre (20) que incluye un vástago de arrastre (24) que induce un desplazamiento en vaivén lineal de la cuba tubular (12) sustancialmente a lo largo del eje geométrico (18) de la cuba (12) para triturar el material contenido mediante el desplazamiento de los medios de trituración (16) adelante y atrás por dentro de la cuba tubular (12); caracterizado porque así mismo comprende un cojinete (26) de lubricación por aire que soporta el desplazamiento en vaivén sustancialmente sin fricción del vástago de arrastre (24).

Description

Dispositivo y procedimiento de trituración por molino de bolas de desplazamiento axial en vaivén.

Antecedentes de la invención Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere al campo de los dispositivos y procedimientos de trituración por molino de bolas, en general, y, en particular, a unos dispositivos y procedimientos de trituración por molino de bolas en tandas.

Descripción de la técnica relacionada

Los molinos de bolas son bien conocidos en la técnica y se utilizan habitualmente en laboratorios y en la industria con la finalidad de triturar y mezclar materiales con rapidez y sin pérdidas.

Un tipo conocido de molino de bolas es habitualmente designado como molino centrífugo. Un material que va a ser molido, junto con las bolas de otra material, un material duro, es insertado en una cuba cilíndrica. A continuación se hace girar esta cuba alrededor de su eje (o quizás un eje desviado de éste), a una velocidad de rotación predeterminada para provocar el movimiento de las bolas dentro del material. La acción de las fuerzas de aceleración de las bolas en movimiento derivadas de la rotación de la cuba provoca la trituración o mezcla del material. En los molinos de bolas centrífugos es importante controlar de forma cuidadosa la velocidad de rotación porque, para cada material que va a ser triturado o mezclado en una cuba de un diámetro determinado, existe un valor límite de la velocidad de rotación más allá del cual las bolas permanecen estacionarias contra la pared interior de la cuba y no consiguen llevar a cabo ninguna acción trituradora.

Mediante la orientación del eje de rotación de modo horizontal, las fuerzas gravitatorias pueden utilizarse sumadas a las fuerzas rotacionales para provocar el movimiento de las bolas en cascada, lo que se traduce en una mejora del efecto de trituración o mezcla. Estos molinos de bolas centrífugos orientados de modo horizontal son así mismo conocidos como molinos de tambor. En esta configuración, el material es triturado o mezclado como resultado del colapso compresivo y la abrasión friccional debidos a la caída gravitacional de las bolas en cascada.

Para contrarrestar los efectos de la aglutinación dentro de la cuba y potenciar la homogeneización del material, puede ser invertida la dirección de rotación de la cuba en un molino de bolas centrífugo.

Otro tipo de molino de bolas es habitualmente designado como molino planetario de bolas. Una pluralidad de tarros de molino reciben un material que va a ser triturado junto con bolas de otro material, un material duro. Cada tarro de molino está montado sobre una plataforma que rota de forma independiente. La pluralidad de tarros está dispuesta de manera uniforme alrededor de un eje principal de rotación. Cuando la pluralidad de tarros es rotada alrededor de un eje principal, cada uno de los tarros individuales rota de forma independiente alrededor de su propio eje en dirección opuesta. Esta acción "planetaria" provoca que las fuerzas centrífugas se sumen y sustraigan de forma alternativa. La interacción con el material se produce cuando las bolas situados dentro de cada tarro ruedan a medio camino alrededor del tarro y a continuación son lanzadas transversalmente por el tarro. El efecto energético entre las fuerzas centrífugas debidas a la revolución y rotación, combinado con la fuerza de Coriolis, da como resultado una trituración/mezcla mejoradas en comparación con los molinos de bolas centrífugos.

El documento US 5,702,060 describe un molino de bolas oscilante provista de una vasija de trituración tubular para contener bolas de trituración y de un material que va a ser triturado, accionado en un régimen de desplazamiento lineal en vaivén, por ejemplo mediante un mecanismo cinético, a lo largo de un eje para triturar el material contenido mediante el desplazamiento de las bolas adelante y atrás dentro de la vasija tubular. Unos muelles (de material elastomérico) están situados a los lados opuestos de la vasija trituradora para compensar las fuerzas de inercia. La carga residual propiamente dicha aplicada sobre el mecanismo cinético puede ser sostenida a lo largo del ciclo oscilatorio. Así mismo, el documento US 5,702,060 divulga un procedimiento de trituración que comprende la carga de la vasija en cuestión con las bolas de trituración y el material que va a ser triturado; el taponado de la cuba y el desplazamiento de la cuba taponada en un régimen de desplazamiento en vaivén a lo largo de dicho eje.

Se reconoce generalmente la necesidad de un volumen elevado, de una trituración rápida y de una preparación de las muestras en conexión con el análisis clínico básico de muchos materiales, como por ejemplo semillas y tejidos de plantas. Este análisis químico se lleva típicamente a cabo en conexión con la criba de semillas y tejidos de plantas con relación a determinados rasgos deseables. Dado el número de semillas y de tejidos de plantas que un científico o criador debe cribar, y la cantidad limitada de tiempo disponible para completar dichas cribas, es importante que las semillas y los tejidos de las plantas sean rápidamente trituradas para acelerar la operación de análisis global para identificar y seleccionar semillas y plantas de interés. Es así mismo de vital importancia mantener el aislamiento de las muestras para de esta forma asegurar que la semilla o el tejido triturado para una muestra no contamine otra muestra. Los dispositivos de molinos de bolas conocidos y fácilmente disponibles no poseen la capacidad de triturar con rapidez semillas y tejidos dentro de estos volúmenes y con los requisitos de aislamiento requeridos por los científicos y los criadores.

Sumario de la invención

La presente invención es un molino de bolas que utiliza una cuba tubular para contener unos medios de trituración y un material que va a ser triturado. La cuba tubular tiene un eje geométrico longitudinal. Un mecanismo de arrastre actúa para inducir un movimiento lineal en vaivén de la cuba tubular sustancialmente en la dirección del eje geométrico longitudinal. El movimiento de los medios de trituración adelante y atrás dentro de la cuba como resultado del movimiento lineal en vaivén inducido efectúa la trituración del material contenido.

Un procedimiento para la trituración por molino de bolas de acuerdo con la presente invención primeramente carga la cuba con los medios de trituración y el material que va a ser triturado. La cuba es a continuación taponada par contener los medios y el material de trituración. A continuación se lleva a cabo la trituración del material mediante el desplazamiento en vaivén de la cuba taponada en una dirección sustancialmente paralela a su eje longitudinal.

Los medios de trituración pueden comprender una sola bola o pequeño disco contenido dentro de la cuba. En una forma de realización alternativa, los medios de trituración pueden utilizar una pluralidad de bolas, que pueden tener diferentes tamaños.

Pueden ser cargadas múltiples cubas y accionadas en vaivén de forma simultánea sustancialmente en la dirección de sus ejes geométricos paralelos para incrementar el volumen del material que va a ser triturado por el molino de bolas.

Breve descripción de los dibujos

Puede obtenerse una comprensión más acabada del procedimiento y el aparato de la presente invención por referencia a la Descripción Detallada subsecuente tomada en combinación con los Dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 es un dibujo esquemático de una forma de realización de un molino de bolas tubular de desplazamiento axial en vaivén de acuerdo con la presente invención;

la Figura 2 es otro dibujo esquemático de una forma de realización de un molino de bolas tubular de desplazamiento axial en vaivén de acuerdo con la presente invención;

la Figura 3 es una vista ortogonal de un soporte para muestras que incluye una pluralidad de cubas;

la Figura 4 es una vista en sección transversal esquemática de una cuba taponada que muestra el empleo de múltiples bolas destinadas a los medios de trituración;

las Figuras 5A a 5D muestran unas vistas en sección transversal parcialmente en despiece ordenado, detalladas, para diversas formas de realización del soporte para muestras de la Figura 3 y componentes de éste;

la Figura 6 es una vista lateral parcialmente cortada del molino de bolas tubular de desplazamiento axial en vaivén de acuerdo con la presente invención;

la Figura 7 es una vista lateral en sección transversal con un cojinete con lubricación por aire situado en el molino de bolas tubular de desplazamiento axial en vaivén de acuerdo con la presente invención; y

la Figura 8 es un dibujo esquemático de una forma de realización alternativa de un molino de bolas tubular de desplazamiento axial en vaivén de acuerdo con la presente invención.

Descripción detallada de los dibujos

A continuación se hace referencia a las Figuras 1 y 2 en las que se muestran unos dibujos esquemáticos de formas de realización de un molino de bolas tubular 10 de desplazamiento axial en vaivén de acuerdo con la presente invención. El molino de bolas 10 incluye al menos una cuba tubular 12 (por ejemplo, cilíndrica) en la que cada cuba incluida está taponada 14 en cada extremo. La cuba tubular 12 puede tener una sección transversal que tenga cualquier configuración hueca seleccionada, incluyendo: un círculo; un cuadrado; un rectángulo; un polígono; un óvalo; una elipse; y similares. Al menos una de las tapas 14a es retirable para posibilitar el acceso al interior de la cuba 12. La Figura 1 ilustra de modo específico el uso de una sola cuba taponada 12, pero, si se desea, puede ser utilizada más de una cuba como receptáculo de trituración, como se muestra en la Figura 3. Depositado dentro de cada cuba taponada 12, utilizando la tapa retirable 14a, se encuentra un material que va a ser triturado o mezclado junto con unos medios de trituración 16 los cuales pueden comprender al menos una bola, un cilindro, un pequeño disco, o similares. La Figura 1 ilustra de modo específico el uso de una sola bola para los medios de trituración 16, pero, si se desea, puede ser utilizada más de una bola (del mismo tamaño o de tamaños diferentes) como medio de trituración, como se muestra en la Figura 4. La cuba taponada 12 tiene un eje geométrico 18 que la atraviesa en sentido longitudinal y alrededor del cual se delimita el interior. El molino de bolas 10 incluye así mismo un mecanismo de arrastre 20 para provocar que la cuba taponada 12 se desplace en vaivén adelante y atrás sustancialmente a lo largo del eje geométrico longitudinal 18 en la dirección de la flecha de dos puntas opuestas ilustrada. Puede ser utilizado cualquier mecanismo de arrastre en vaivén apropiado conocido en la técnica, con tal de que produzca las suficientes carrera y velocidad de desplazamiento en vaivén y que posea así mismo la suficiente potencia en C.V para arrastrar la carga. La distancia de carrera 22 para el desplazamiento en vaivén del mecanismo de arrastre 20, de modo preferente, iguala a o excede de 2,54 cm, y es, de modo más preferente, mayor de 2,54 cm a lo largo de su eje geométrico longitudinal 18. La velocidad de desplazamiento en vaivén oscila, de modo preferente, entre 1000 y 2000 ciclos por minuto (cuando está cargado).

Debe advertirse que un eje geométrico longitudinal (definido por la flecha) a lo largo del cual el mecanismo de arrastre induce el desplazamiento en vaivén, es sustancialmente paralelo con el eje geométrico longitudinal 18 (y, en el caso de una sola cuba, los ejes deben estar sustancialmente alineados con aquél). Con cada desplazamiento en vaivén, los medios de trituración (por ejemplo, la bola 16 o las bolas) contenidos en su interior se desplazan adelante y atrás provocando una interacción entre los medios, el material que va a ser triturado y la superficie interior de la cuba 12 y las tapas 14. La acción de las fuerzas de aceleración de los medios 16 de trituración móviles que se deriva del desplazamiento en vaivén de la cuba 12 provoca una trituración o mezcla del material contenido dentro de la cuba en un periodo de tiempo muy corto y con una granularidad muy fina. La acción de desplazamiento en vaivén sirve así mismo para contrarrestar los efectos de aglomeración del material dentro de la cuba 12.

La cuba 12 está orientada de modo vertical en una aplicación preferente, como se muestra en la Figura 1. Conectado a la cuba 12, ya sea de modo directo o a través de una plataforma 28 de la cuba, se encuentra un vástago de arrastre 24 con una correspondiente orientación vertical. El vástago de arrastre 24 pasa a través de un cojinete 26 que sirve tanto para mantener la orientación vertical de la cuba como para posibilitar el desplazamiento sustancialmente sin fricción del vástago de arrastre al efectuar el desplazamiento axial en vaivén de la cuba 12. Aunque se muestra una orientación vertical de la cuba situada por encima del mecanismo de arrastre, debe entenderse que también puede ser utilizada una orientación vertical de la cuba suspendida por debajo del mecanismo de arrastre.

La cuba 12 está orientada de modo horizontal en otra aplicación preferente, tal y como se muestra en la Figura 2. Un vástago de arrastre correspondiente 24 orientado de modo horizontal está conectado a la cuba, ya sea directamente o bien a través de un carro de soporte 40 de la cuba, para transferir el accionamiento en vaivén a la cuba desde el mecanismo de arrastre 20. El cojinete 26 ayuda a mantener la orientación horizontal del vástago de arrastre 24 y posibilita el desplazamiento sustancialmente sin fricción del vástago de arrastre al efectuar el desplazamiento axial en vaivén de la cuba 12.

El carro 40 soporta y mantiene la cuba taponada 12, y puede desplazarse sobre una superficie de transferencia 42. Puede establecerse cualquier configuración apropiada para la estructura de la superficie de baja fricción carro/transferencia, incluyendo, por ejemplo, una configuración de rodamiento o una configuración de deslizamiento.

A continuación se hace referencia a la Figura 3, en la que se muestra una vista ortogonal de un soporte para muestras 30 que incluye una pluralidad de cubas 12. El soporte para muestras 30 incluye una placa de base 32 provista de una pluralidad de rebajos genéricamente tubulares 34 con el tamaño y la forma precisos para ser muy poco mayores que el tamaño y la forma de la cuba tubular 12. Estos rebajos 34 pueden ser obtenidos mediante conformación, moldeo, maquinado, y procedimientos similares, acciones aplicadas sobre la placa 32. Cuando las cubas 12 están insertadas (por ejemplo, mediante encaje a presión) dentro de los rebajos 34, la placa de base 32 forma una primera tapa 14 en un extremo de cada cuba y actúa como montura de soporte de las cubas. Como alternativa, cada cuba puede estar abierta solo en un extremo y por tanto incluir una primera tapa 14. En esta configuración, la placa de base actúa como montura de soporte de la pluralidad de cubas. En el extremo opuesto de cada cuba 12 está dispuesto un tapón retirable 14a que tiene el tamaño y la forma precisos para adaptarse de manera sustancial al tamaño y la forma de la cuba y para encerrar la cuba cuando se utilice. Una placa superior 36 con el tamaño preciso y configurada con unos correspondientes rebajos 34 (mostrados en línea de puntos) para acoplarse a las tapas 14a, soporta y retiene la pluralidad de cubas taponadas. Como alternativa, la placa superior 36 puede ser utilizada en lugar de las tapas individuales 14a para cerrar el extremo de las cubas 12, en cuyo caso, la placa 36 incluirá unos rebajos 34 con el tamaño y la forma precisos para ser muyo poco mayores que el tamaño y la forma de la cuba tubular 12. El desmontaje del soporte para muestras 30 se lleva fácilmente a cabo descomponiéndolo en sus piezas constitutivas (placas 32, 34, cubas 12 y tapas 14, tapas 14a (si se utilizan)) para posibilitar la limpieza, reparación o sustitución de las piezas.

A continuación se hace referencia a las Figuras 5A a 5D, en las que se muestran vistas en sección transversal parcialmente en despiece ordenado, detalladas, de diversas formas de realización del soporte para muestras 30 de la Figura 3 y sus componentes. Estas figuras ilustran una forma de realización preferente de una cuba de forma cilíndrica 12. Como se indicó anteriormente, sin embargo, debe entenderse que las cubas pueden tener, si se desea, una forma en sección transversal distinta de la de un círculo mediante una aplicación de trituración o mezcla determinada.

Dirigiendo la atención en primer término a la Figura 5A, la placa de base 32 se muestra en sección transversal e incluye una pluralidad de rebajos cilíndricos 34. La cuba 12 comprende un cilindro que presenta un diámetro exterior igual o muy ligeramente mayor que el diámetro del rebajo cilíndrico 34. Ello posibilita que la cuba 12 sea encajada a presión y se mantenga dentro del rebajo 34. La cuba 12 incluye un calibre axial 50 que se extiende desde un extremo que termina en una superficie sustancialmente esférica 52 (de modo preferente completamente semiesférica) antes de alcanzar un extremo opuesto. La superficie 52 delimita una tapa integral 14 en el extremo opuesto de la cuba 12. El calibre 50 tiene un diámetro ligeramente mayor que el diámetro de la bola con el tamaño mayor (no mostrada) que va a ser retenida en su interior. La superficie esférica 52 está definida por un radio que así mismo ligeramente excede en la medida correspondiente el radio de la misma bola de mayor tamaño. A modo de ejemplo, para una bola con un diámetro de 1,90 cm utilizada como medio de trituración, el calibre de la cuba puede tener un diámetro de 2,54 cm y la superficie esférica un radio de 1,27 cm. La tapa 14a incluye una porción de inserto cilíndrica 54 que presenta un diámetro exterior igual o muy poco menor que el diámetro interior del calibre axial 50. Ello posibilita que la porción de inserto 54 de la tapa 14a resulte encajado a presión y retenido dentro de la cuba 12. La porción de inserto 54 incluye así mismo un rebajo esférico 56 (que no es necesario sea completamente semiesférico) cuyo radio es sustancialmente igual al radio de la superficie esférica 52 existente dentro de la cuba 12. La tapa 14a incluye así mismo un borde moleteado 58 que tiene un diámetro que, de modo preferente, excede al diámetro exterior de la cuba 12 para posibilitar su fácil agarre y manipulación por parte del usuario. La placa superior 36 incluye una pluralidad de rebajos cilíndricos 54 alineados con unos correspondientes rebajos existentes en la placa de base 32. Los rebajos 34 existentes en la placa superior 36, sin embargo, tienen un diámetro mayor que el borde moleteado 58 del diámetro exterior de la tapa 14a. Ello posibilita que las tapas 14a de las cubas 12 sean insertados dentro de los rebajos 34 de la placa superior 36.

Para montar el soporte para muestras 30, una pluralidad de cubas 12 son encajadas a presión dentro de los rebajos 34 de la placa de base 32. Las cubas 12 son a continuación cargadas con al menos una bola (no mostrada) y con un material que va a ser triturado o mezclado (tampoco mostrado). Un tapón 14a se utiliza a continuación para cerrar el extremo abierto de cada una de las cubas 12. La placa superior es a continuación situada sobre la pluralidad de cubas 12 con los tapones 14a insertados dentro de los rebajos 34. Una vez montado y cargado de la forma anteriormente descrita, el soporte para muestras 30 es a continuación fijado a la plataforma/carro 28/40 de soporte de las cubas (véanse, las Figuras 1 y 2) con una orientación tal que un eje geométrico de la cuba está alineado con la dirección del accionamiento en vaivén. El mecanismo de arrastre 20 es a continuación activado para inducir un desplazamiento en vaivén de los soportes para muestras (y de las cubas 12 contenidas en su interior) en una dirección axial sustancialmente orientada por el eje geométrico de cada cuba. La bola (o bolas) situadas dentro de cada cuba taponada 12 se desplazan adelante y atrás con cada desplazamiento en vaivén del soporte para muestras para triturar o mezclar el material incluido. Las superficies esféricas existentes en cada extremo de la cuba taponada 12 potencian el efecto de trituración y mezcla proporcionando una superficie curvada en la medida correspondiente (esto es, conformada de modo similar) a la que presentan el (los) medio (s) de trituración de la (s) bola (s).

Volviendo la atención a la siguiente Figura 5B, la cuba 12 comprende un tubo cilíndrico que está abierto por ambos extremos y que está insertado en los correspondientes rebajos 34 existentes en la placa de base 32 y en la placa superior 36. Las placas 32 y 36 en esta configuración funcionan, por tanto, no solo para soportar y retener las cubas 12, sino que también sirven como tapas 14/tapas 14a para cada extremo de las cubas. El uso de una sola bola probablemente no proporcionaría una eficacia de trituración o mezcla máxima (debido a la falta de una superficie complementaria). En su lugar, pueden ser utilizadas múltiples bolas (del mismo o diferente tamaño) (véase, la Figura 4). Como alternativa, un pequeño disco 62 puede incorporarse en cuanto sus extremos planos 64 se complementan con la superficie 60. El pequeño disco 62 tendría preferentemente un diámetro exterior más pequeño que el diámetro interior del tubo cilíndrico de cada cuba 12.

En la Figura 5C, se ilustra que las superficies terminales de las cubas taponadas 12 pueden adoptar formas distintas de la plana o esférica. A modo de ejemplo, puede ser utilizada una configuración cónica para las superficies terminales 64 del calibre axial 50 y para la porción de inserto 54 de la tapa 14a. En esta configuración, pueden ser utilizadas múltiples bolas (del mismo tamaño o de diferentes tamaños) como medios de trituración (como se muestra en la Figura 4) o puede ser utilizado un pequeño disco 66 con doble extremo ahusado (tal y como se muestra).

En la Figura 5D, los rebajos 34 existentes en la placa de base 32 y en la placa superior 36 están conformados para que posean una forma superficial terminal deseada que sea complementaria con los medios de trituración utilizados en la cuba 12. Por ejemplo, tal y como se muestra, los rebajos 34 están conformados con un rebajo superficial esférico 56 (que no es necesario que sea completamente semiesférico), cuyo radio es mayor que el radio de la bola utilizada dentro de la cuba taponada como medios de trituración. Podría, como alternativa, escogerse una superficie cónica. En esta configuración, el rebajo 34 incluye un reborde 68 sobre el cual puede descansar el borde del extremo abierto de la cuba 12 cuando quede encajado a presión dentro del rebajo.

A continuación se hace referencia a la Figura 6 en la que se muestra una vista lateral parcialmente recortada del molino de bolas tubular de desplazamiento axial en vaivén de acuerdo con la presente invención. Aunque la Figura 6 ilustra la forma de realización en orientación vertical del molino de bolas (véase la Figura 1), debe entenderse que puede ser utilizada la misma o similar configuración en orientación vertical (véase la Figura 2). El mecanismo de arrastre 20 comprende un mecanismo 70 con un eje de arrastre 72. El motor puede comprender un motor de tres fases de CA de 220 voltios de diseño común. El resto del mecanismo de arrastre está instalado dentro de un espacio cerrado para evitar lesiones al usuario. Montada sobre el eje de arrastre se encuentra una primera polea 74. Un cigüeñal compensado 76 está montado de modo horizontal entre un juego de cojinetes 58 (por ejemplo, unos cojinetes lisos). Una segunda polea 80 está montada sobre el cigüeñal 76 y está conectada para su rotación con la primera polea 74 mediante un miembro de arrastre flexible 82, como por ejemplo una correa (más concretamente, una correa dentada). Uno o más volantes de inercia 84 pueden, así mismo, estar montados sobre el cigüeñal 76. Un pasador excéntrico montado entre unos contrapesos 86 del cigüeñal está conectado al vástago de arrastre 24 para convertir el desplazamiento rotacional del cigüeñal en movimiento lineal en vaivén.

En un extremo del vástago de arrastre 24 del cigüeñal, el vástago está conectado a la plataforma de soporte 28 de las cubas mediante un cojinete con lubricación por aire 26. El cojinete con lubricación por aire incluye un pistón 120 (véase, la Figura 7) que se desplaza por dentro de un cilindro 122. El espacio entre el pistón 120 y el cilindro 122 es presurizado con aire. Un extremo del pistón está conectado al vástago de arrastre 24 utilizando una muñequilla 124 y el otro extremo está conectado a la plataforma de soporte 28 de las cubas. El cojinete 26 con lubricación por aire proporciona una superficie de fricción máxima para el pistón 120 para desplazarse contra, y para de esta forma adaptarse a las velocidades de desplazamiento en vaivén asociadas con el funcionamiento del molino de bolas 10. La superficie de fricción mínima del cojinete 26 con lubricación por aire se lleva a cabo mediante la provisión de una microcapa de aire entre la superficie exterior del pistón 120 y la superficie interior del cilindro 122. El cilindro 122 del cojinete 26 con lubricación por aire incluye un conmutador de accionamiento neumático 128 que es utilizado para vigilar la presión del aire existente dentro del cojinete durante el funcionamiento del molino de bolas. Llegado el momento en que este conmutador 128 detecta una presión del aire insuficiente en el cojinete durante el funcionamiento del molino de bolas, el molino de bolas es cerrado de forma automática. El conmutador 128 debe así mismo detectar que exista una suficiente presión del aire antes de que el molino de bolas pueda ser activado. La presión del aire del cojinete con lubricación por aire puede ser suministrada, o bien mediante el aire de la carcasa, o bien mediante un depósito de aire/compresor de aire.

Montado sustancialmente en perpendicular a la superficie de la plataforma 28 (en la dirección de desplazamiento axial) se encuentra un vástago 90. Una o más cubas taponadas 12 pueden ser sustituidas sobre la plataforma de soporte 28 de las cubas alrededor del vástago 90. La plataforma de soporte 28 de las cubas es, de modo preferente, una bandeja de metal (quizás aluminio) rectangular que presenta unas depresiones para recibir las cubas taponadas individuales 12 o los soportes para muestras 30. Las cubas taponadas 12 están orientadas de tal manera que el eje geométrico de cada cuba esté alineado sustancialmente en paralelo con la dirección del desplazamiento en vaivén lineal inducido. En tanto en cuanto se utilicen los soportes para muestras 30 (véase, la Figura 3), dichos soportes están situados sobre la plataforma 28 alrededor del vástago 90 para orientar de modo similar las cubas incluidas sustancialmente alineadas con el desplazamiento axial en vaivén. Una placa de presión 92 es a continuación situada sobre el vástago 90 y sobre la parte superior de las cubas taponadas 12 (y de los soportes para muestras 30). Esta placa de presión es, de modo similar, una bandeja de metal rectangular que presenta unas depresiones para recibir las cubas taponadas 12 o los soportes para muestras 30. Un medio de sujeción 94 es a continuación instalado sobre el vástago 90 contra la placa de presión 92 para pinzar las cubas taponadas 12 (y los soportes para muestras 30) entre la placa de presión y la plataforma de soporte 28). El medio de sujeción puede comprender una tuerca, un pasador, u otro medio de sujeción de tipo especial. Esta acción de pinzamiento retiene las cubas y los soportes para muestras incluidos 30 sobre el molino de bolas durante su funcionamiento. En el caso de que se deseen múltiples capas de cubas taponadas 12 (y de soportes para muestras 30), una placa separadora 96 puede ser situada sobre el vástago roscado 90 entre cada una de las placas incluidas, con la placa de presión 92 instalada y sujeta sobre la parte superior. Esta placa separadora es, de modo similar, una bandeja rectangular que presenta unas depresiones situadas a ambos lados para recibir las cubas taponadas 12 o los soportes para muestras 30.

El molino de bolas 10 está montado sobre una base de amortiguación 98 cuya función consiste en aislar las fuerzas de desplazamiento en vaivén implicadas con el movimiento de la masa de las cubas taponadas 12 a grandes velocidades. Con dicho fin, la base de amortiguación 98 amortigua los componentes de vibración y frecuencia de esas fuerzas. La base 98 incluye una placa superior 100 y una placa inferior 102. Las placas 100 y 102 están separadas entre sí mediante una pluralidad de almohadillados 104 (que comprenden quizás globos de aire). Estos almohadillados son útiles para el ajuste de los coeficientes de amortiguación del sistema. La placa inferior 102 es, de modo preferente, más gruesa o más pesada que la placa superior 100, y está montada de forma semipermanente sobre un suelo u otra estructura reforzada. La placa inferior más pesada 102 proporciona una estabilidad lateral y axial que impide el desplazamiento del molino de bolas durante su uso.

El motor 70 está montado a una placa de montaje ajustable 110. la posición vertical de la placa de montaje ajustable 110, y, por tanto, la posición vertical del motor 70, puede ser ajustada mediante el empleo de un mecanismo de ajuste 112 que comprende un ajustador tipo tornillo de diseño conocido.

El sistema de control del molino de bolas 10 comprende un inversor de tres fases que lleva a cabo la necesaria conversión de potencia desde la entrada del circuito de 220 voltios. Una caja de control lleva a cabo la vigilancia relacionada con las operaciones de trituración. La caja de control contiene un temporizador que posibilita que un usuario ajuste la duración de la operación de trituración. El tiempo de ajuste puede medirse desde decenas de segundos a horas, y el molino de bolas se cerrará de forma automática cuando el temporizador expire. La caja de control incluye así mismo, un circuito de representación y medición de la velocidad que presenta al usuario la velocidad operativa del molino de bolas. La caja de control recibe así mismo una entrada procedente del conmutador eléctrico de accionamiento neumático 128 del cojinete 26 de lubricación por aire, y responde a ella impidiendo el inicio del funcionamiento del molino de bolas en ausencia de la presión neumática suficiente y, así mismo, cerrando el molino de bolas si la presión del aire existente en el cojinete cae por debajo de un nivel aceptable. Los controles del usuario sobre la caja de control posibilitan la actuación del control respecto del inicio, la detección y la velocidad de funcionamiento del molino de bolas.

Las cubas 12, las tapas 14/tapas 14a y las placas 32/36 pueden estar fabricados con cualquier material rígido apropiado. A modo de ejemplo, puede ser utilizado un metal, como por ejemplo acero inoxidable. En una forma de realización preferente, estos componentes son fabricados a partir de un material sintético, más concretamente un plástico técnicamente diseñado, e incluso de forma más específica, el plástico Dupont Delrin ®. Las bolas o discos utilizados dentro de las cubas taponadas 12 como medios de trituración están, de modo preferente, hechas de acero inoxidable, aunque, como alternativa, pueden ser utilizados otros materiales, tanto metálicos como sintéticos, que tengan la masa suficiente.

A continuación se hace referencia a la Figura 8 en la que se muestra un dibujo esquemático de una forma de realización alternativa de un molino de bolas tubular de desplazamiento axial en vaivén de acuerdo con la presente invención. En las Figuras 1, 2 y 6, el eje geométrico direccional (definido por la flecha) a lo largo del cual el mecanismo de arrastre induce el desplazamiento en vaivén es sustancialmente paralelo con el eje longitudinal 18 (y en el caso de una cuba única los ejes geométricos pueden estar sustancialmente alineados con aquél). En una configuración alternativa, el eje geométrico longitudinal de cada cuba incluida 12 puede estar descentrado respecto del eje geométrico direccional de desplazamiento lineal en vaivén inducido mediante un ángulo agudo seleccionado \alpha. Este ángulo agudo descentrado puede proporcionar una mejor trituración o mezcla de ciertos materiales y, así mismo, contrarrestar los efectos de la aglomeración de los materiales.

Claims (35)

1. Un molino de bolas (10) que comprende:

una cuba tubular (12) para contener unos medios de trituración (16) y un material que va a ser triturado, teniendo la cuba tubular un eje geométrico (18);

un mecanismo de arrastre (20) que incluye un vástago de arrastre (24) que induce un desplazamiento en vaivén lineal de la cuba tubular (12) sustancialmente a lo largo del eje geométrico (18) de la cuba (12) para triturar el material contenido mediante el desplazamiento de los medios de trituración (16) adelante y atrás por dentro de la cuba tubular (12); caracterizado porque así mismo comprende un cojinete (26) de lubricación por aire que soporta el desplazamiento en vaivén sustancialmente sin fricción del vástago de arrastre (24).

2. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el desplazamiento en vaivén lineal se produce a una velocidad que excede de 1000 ciclos por segundo.

3. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el desplazamiento en vaivén lineal produce una distancia de carrera (22) que excede de 2,54 cm.

4. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el eje geométrico (18) de la cuba tubular (12) está orientado sustancialmente de modo vertical.

5. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el eje geométrico (18) de la cuba tubular (12) está sustancialmente orientado de modo horizontal.

6. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de trituración (16) comprenden una sola bola que tiene un diámetro menor que un diámetro interior de la cuba tubular (12).

7. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 6, en el que los extremos de la cuba tubular (12) están delimitados mediante una superficie esférica que se adapta al diámetro interior de la cuba tubular (12).

8. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la superficie esférica es semiesférica.

9. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de trituración (16) comprenden una pluralidad de bolas.

10. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la pluralidad de bolas es de diferentes
tamaños.

11. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de trituración (16) comprenden un solo pequeño disco con un diámetro inferior a un diámetro interior de la cuba tubular (12).

12. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 11, en el que los extremos de la cuba tubular (12) están definidos por una superficie plana.

13. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 11, en el que los extremos de la cuba tubular (12) están definidos por una superficie cónica.

14. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye así mismo:

una plataforma que soporta la cuba tubular (12); y

en el que el vástago de arrastre (24) pasa a través del cojinete (26) con lubricación por aire y transfiere el desplazamiento en vaivén lineal inducido a la plataforma que soporta la cuba tubular.

15. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el eje geométrico de la cuba tubular está descentrado respecto de una dirección del desplazamiento lineal en vaivén inducido mediante un ángulo agudo.

16. Un molino de bolas (10) que comprende:

un soporte para muestras (30); y

un medio para desplazar en vaivén un vástago de arrastre (24) acoplado al soporte para muestras (30) de una manera sustancialmente sin fricción, caracterizado porque el medio para el desplazamiento en vaivén comprende un cojinete (26) de lubricación por aire que soporta el desplazamiento en vaivén sustancialmente sin fricción del vástago de arrastre (24), y el soporte para muestras (30) está compuesto por una pluralidad de cubas (12), teniendo cada cuba (12) una configuración tubular y un eje geométrico longitudinal (18) alrededor del cual se define un interior para llevar a cabo la trituración por molino de bolas y está desplazado en una dirección sustancialmente en paralelo a los ejes geométricos de la pluralidad de cubas (12) situadas dentro del soporte mismo.

17. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el medio de desplazamiento en vaivén comprende un mecanismo de arrastre de accionamiento vertical en vaivén y el vástago de arrastre (24) induce el desplazamiento en vaivén del soporte para muestras (30) sustancialmente a lo largo de los ejes geométricos longitudinales de las cubas (12).

18. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el medio de desplazamiento en vaivén comprende un mecanismo de arrastre (20) de desplazamiento horizontal en vaivén y el vástago de arrastre (24) induce el desplazamiento en vaivén del soporte para muestras (30) sustancialmente a lo largo de los ejes geométricos longitudinales de las cubas (12).

19. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 16, que incluye así mismo una base de amortiguación (98).

20. El molino de bolas de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 16, en el que cada una de la pluralidad de cubas (12) comprende:

un cilindro (50) que tiene un eje geométrico longitudinal y un calibre que se extiende desde un primer extremo del cilindro a lo largo del eje geométrico longitudinal y que termina en una superficie esférica (52) antes de un segundo extremo del cilindro para formar una tapa integral (14) en el segundo extremo;

una tapa (14a) que incluye una porción de inserto (54) con el tamaño y la forma precisos para su inserción dentro de calibre (50) en el primer extremo del cilindro y que incluye un rebajo esférico (56); y

en el que los radios del rebajo y superficie esféricos (56, 52) de la tapa (14a) y de la tapa integral (14) son sustancialmente idénticos.

21. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 20, en el que la superficie esférica y el rebajo esférico (52, 56) de las cubas del molino de bolas tienen forma semiesférica.

22. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 20, que incluye así mismo una sola bola de trituración situada dentro del calibre (50) de las cubas (12) del molino de bolas.

23. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 20, que incluye así mismo una pluralidad de bolas de trituración (16) situadas dentro del calibre (50).

24. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 20, que incluye así mismo un solo pequeño disco (62) situado dentro del calibre (50) de las cubas (12) del molino de bolas.

25. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 20, en el que las cubas tienen una sección transversal circular hueca.

26. El molino de bolas de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 16, en el que cada una de la pluralidad de cubas (12) comprende:

un tubo que tiene un radio, un eje geométrico longitudinal (18) y una abertura que se extiende desde un primer extremo del tubo hasta un segundo extremo del tubo;

una primera tapa (14) que tiene una primera superficie esférica (52) para cubrir el primer extremo del tubo;

una segunda tapa (14a) que tiene un rebajo esférico (56) para cubrir el segundo extremo del tubo; y

en el que los radios de las superficie y rebajo esféricos (52, 56) y el tubo son sustancialmente idénticos.

27. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 26, en el que los tubos tienen una sección transversal circular hueca.

28. El molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 26, en el que la superficie y rebajo esféricos (52, 56) de las cubas del molino de bolas son semiesféricos.

29. Un procedimiento de trituración por molino de bolas, que comprende las etapas de:

cargar una cuba (12) con unos medios de trituración (16, 62, 66) y con un material que va a ser triturado, teniendo la cuba un eje geométrico longitudinal (18);

taponar la cuba para contener los medios de trituración y el material; y

desplazar en vaivén un eje (24) de un mecanismo de arrastre (20) acoplado a la cuba taponada (12) que contiene los medios de trituración (16, 62, 66) y el material que va a ser triturado de una forma sustancialmente sin fricción y en una dirección sustancialmente a lo largo del eje geométrico longitudinal (18); y

proporcionar un cojinete (26) con lubricación por aire para soportar el desplazamiento en vaivén sustancialmente sin fricción del eje (24).

30. El procedimiento de trituración por molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 29, en el que la etapa de desplazamiento en vaivén comprende la etapa de desplazamiento en vaivén con una orientación vertical.

31. El procedimiento de trituración por molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 29, en el que la etapa de desplazamiento en vaivén comprende la etapa de desplazamiento en vaivén con una orientación horizontal.

32. El procedimiento de trituración por molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 29, en el que la etapa de cargar comprende la etapa de cargar una sola bola (16) dentro de la cuba (12).

33. El procedimiento de trituración por molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 29, en el que la etapa de cargar comprende la etapa de cargar una pluralidad de bolas (16) dentro de la cuba (12).

34. El procedimiento de trituración por molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 33, en el que la pluralidad de bolas (16) tiene diferentes tamaños.

35. El procedimiento de trituración por molino de bolas de acuerdo con la reivindicación 29, en el que la etapa de cargar comprende la etapa de cargar un solo pequeño disco (62) dentro de la cuba (12).