ES2395795B1 - Estación automática de clasificación de materiales. - Google Patents

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Abstract

Estación automática de clasificación de materiales.#Estación que comprende una cinta transportadora principal de materiales, piezas u objetos a clasificar suministrados por una corriente de materiales de los que se separan aquellos clasificados como de interés, mediante unos robots y unas zonas de recogida de materiales clasificados, dispuestos en una posición adyacente a dicha cinta transportadora principal, estando los robots asociados con una unidad de sensores en un punto anterior de la circulación de los materiales a los robots, para la detección y extracción de los materiales detectados según indicaciones de la unidad de sensores a dichos robots. Estos robotes permiten liberar al personal de la labor de clasificación en situaciones de riesgo para su salud, y reducen los costes de funcionamiento, al posibilitar un trabajo continuo sin interrupciones ni descansos en la extracción de múltiples materiales distintos en un mismo paso.

Description

Estación automática de clasificación de materiales.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere A una estación automática de clasificación de materiales, destinada a separar materiales de distinta naturaleza provenientes de una corriente de materiales a granel, para su manipulación y aprovechamiento posterior.
Campo de aplicación de la invención.
Esta estación es aplicable en el sector de la manipulación y clasificación de materiales diversos, utilizable en las industrias del reciclaje de materiales, selección de alimentos, manipulación de minerales y otras.
Antecedentes de la invención.
En la actualidad son conocidas instalaciones de clasificación de materiales diversos, donde se pueden extraer materiales con valor o aprovechables de grandes cantidades de materiales mezclados a granel, tal como plásticos, metales y materiales de residuos urbanos, industriales, del reciclaje de automóviles o de construcción. También se realizan procesos de clasificación de rocas y minerales procedentes de la minería antes de su procesado por separado para aumentar el rendimiento del refinado y reducir la escoria.
Son conocidas instalaciones basadas en la circulación de los objetos o materiales por una cinta transportadora principal, y que a ambos lados presenta una serie de puestos de trabajo donde operarios seleccionan de entre dichos objetos que circulan aquellos que les son de su interés por su valor o aprovechamiento, tal como se ha citado. Un ejemplo de de estas instalaciones de clasificación son las líneas de selección y manipulación de alimentos, de tabaco o de materiales de reciclaje, por ejemplo. En estas instalaciones de clasificación el factor humano es muy importante, ya que la pericia y condiciones personales de cada operario influye en la clasificación y recolección de los materiales y objetos que le han indicado, haciendo variar la calidad de la separación de dichos materiales.
El trabajo resulta muy monótono, y si el operario cae enfermo o se distrae no se efectúa correctamente la clasificación. En ciertos casos, los materiales a clasificar son peligrosos o insalubres para el ser humano, por lo que su clasificación manual por operarios se hace complicada y requiere un equipamiento de protección adicional.
En algunos casos sobre la cinta transportadora se pueden colocar elementos que permiten extraer o desviar ciertos objetos y materiales de la circulación por ciertas características físicas. Por ejemplo, en una clasificación de materiales provenientes de la trituración de automóviles, los materiales férricos pueden ser extraídos bajo el efecto de un electroimán o los materiales de aluminio se pueden hacer saltar de la cinta transportadora por corrientes de remolino. Sin embargo, muchos materiales no están dotados de estas características para su extracción por separado y además deben ser manipulados con cierta delicadeza, como por ejemplo los alimentos.
El solicitante de la presente invención desconoce la existencia de antecedentes que resuelvan de forma satisfactoria la problemática expuesta.
Descripción de la invención
La estación automática de clasificación de materiales, objeto de esta invención presenta unas particularidades técnicas destinadas a proporcionar unos medios sencillos y económicos de realizar dichos procesos de clasificación de materiales, con una calidad constante garantizada de la clasificación y protección de los operarios al relevarlos de dicho proceso manual de clasificación.
Esta estación es del tipo de las que comprenden una cinta transportadora principal de materiales, piezas u objetos a clasificar suministrados por una corriente de materiales de los que se separan aquellos clasificados como de interés.
De acuerdo con la invención, la estación comprende unos robots y unas zonas de recogida de materiales clasificados, dispuestos en una posición adyacente a dicha cinta transportadora principal, estando los robots asociados con una unidad de sensores en un punto anterior de la circulación de los materiales a los robots, para la detección y extracción de los materiales detectados de la cinta transportadora principal según indicaciones de la unidad de sensores a dichos robots.
Esta estación presenta numerosas ventajas, ya que los robots pueden trabajar de forma continua y con el mismo rendimiento. Además, los robots pueden manipular materiales que resultan peligrosos o nocivos para la salud, con lo que los trabajadores que se relevan de la instalación de clasificación en la que se instalan una o más estaciones de este tipo se pueden emplear en tareas más saludables, descansadas y con mejor aprovechamiento del potencial humano.
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Los robots son seleccionados de acuerdo con los materiales y las condiciones de separación, adaptándose a dichos criterios el tipo y el tamaño del robot, el tipo de herramienta o medios de extracción de los materiales con los que se dota al robot y otros parámetros.
La detección de los materiales por los sensores se puede realizar por su color, tamaño, peso, brillo, contenidos, composición de su superficie, características moleculares, o combinación de cada una de dichos criterios.
Para ello, la unidad de sensores comprende un ordenador interior que conectado directamente con los distintos sensores procesa la información recibida de estos sensores para determinar la naturaleza de los materiales e indicar a los robots los que deben separar y coger cuando estén a su alcance.
En una realización, la unidad de sensores comprende varios sensores distintos para la detección de más de un material a clasificar. De esta forma es posible que en una estación se puedan extraer más de una fracción de materiales distintos en un mismo paso, reduciéndose así el número de pasos necesarios en la clasificación y optimizando los recursos.
Así, en una realización, un robot comprende dos o más zonas de recogida para la clasificación por el mismo robot de dos o más materiales distintos por separado.
En otra realización la estación comprende varios robots y varias zonas de recogida distintas a lo largo de la cinta transportadora principal, para realizar una clasificación de múltiples materiales que se extraen de la misma corriente de materiales transportados por dicha cinta transportadora principal.
Por ejemplo, en una realización las zonas de recogida de los materiales clasificados comprende una cinta de depositado de dichos materiales para cada robot y una cinta transportadora de recolección dispuesta a la salida de estas cintas de depositado para la extracción de los materiales clasificados de la estación.
Esta configuración de las zonas permite el encaminado completamente automatizado de los materiales clasificados hacia procesos posteriores fuera de la estación. Además, las cintas de depositado están dispuestas en un emplazamiento idóneo para que los brazos o herramientas que utilizan los robots para recoger los materiales clasificados se puedan depositar fuera de la cinta transportadora principal rápidamente.
En una realización preferente, la unidad de sensores está dispuesta sobre una cinta transportadora de alimentación de materiales en la entrada de la cinta transportadora principal. De esta manera los materiales a clasificar son desplazados a la cinta transportadora principal de forma dosificada por la diferencia de velocidad entre ambas. Esto posibilita que los materiales a clasificar estén más separados entre sí, y el robot pueda escoger el material buscado con mayor selectividad y evitando errores.
Esta estación utiliza medios sencillos que incrementan la seguridad en el trabajo y reduce los costos del proceso. Además se aumenta la calidad y el rendimiento del proceso de clasificación. La estación reduce el número de tareas peligrosas que deben realizar los operarios de la planta de clasificación, mejorando su salud y condiciones de trabajo, pudiéndose dedicar dichos operarios a otras tareas de mayor aprovechamiento o valor añadido.
Así, esta estación posibilita la reutilización de materiales reciclables que antes, cuya separación antes no era rentable o muy difícil de realizar, evitando su incineración o almacenamiento en vertederos. Además, la estación ayuda a reducir la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera.
Descripción de las figuras.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
-
La figura 1 muestra una vista esquematizada en planta de una estación automática de clasificación, dotada con dos robots para la extracción de un material de la corriente de materiales a clasificar.
Realización preferente de la invención
Como se puede observar en las figuras referenciadas la estación comprende una cinta transportadora de alimentación (1) por la que entra una corriente de materiales a granel que se desea clasificar, encontrándose a su salida una cinta transportadora principal (4), y que se desplaza a mayor velocidad que la citada cinta transportadora de alimentación (1). Sobre la cinta transportadora de alimentación (1) se encuentra una unidad de sensores (2) que los reconocen y determinan cuales deben ser separados de dicha corriente de materiales. Esta unidad de sensores (2) comprende unos sensores de reconocimiento basados en características físicas o químicas de los materiales a clasificar y están asociados con un ordenador interior que ejecuta un programa de reconocimiento. A ambos lados de la cinta transportadora principal (4) se encuentran unos robots (6) con brazos mecánicos para coger los materiales clasificados por la unidad de sensores (2) de la cinta transportadora principal (4) para su separación.
Junto a los robots (6) se encuentran unas zonas de recogida de los materiales clasificaos y extraídos
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por los robots (6). En este caso, las zonas de recogida dan servicio a dos robots (6), comprendiendo unas cintas de depositado (5) paralelas a ambos lados de la cinta transportadora principal (4) para que los robots (6) depositen los materiales clasificados en el barrido a ambos lados de sus brazos. A su vez, estas zonas de recogida comprenden también una cinta transportadora de recolección (3) en una posición transversal por debajo de la cinta transportadora
5 principal (4), recibiendo esta cinta transportadora de recolección (3) los materiales clasificados de las cintas de depositado (5) para su extracción fuera de la estación.
A la salida de la cinta transportadora principal (4) se encuentra una cinta transportadora de descarga
(7) que mueve los materiales no clasificados a otro paso de la instalación, tal como otra estación especializada en un material distinto.
10 Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.
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Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Estación automática de clasificación de materiales, del tipo de las que comprenden una cinta transportadora principal de materiales, piezas u objetos a clasificar suministrados por una corriente de materiales de los que se separan aquellos clasificados como de interés, caracterizada porque comprende unos robots y unas zonas de recogida de materiales clasificados, dispuestos en una posición adyacente a dicha cinta transportadora principal,
    5 estando los robots asociados con una unidad de sensores en un punto anterior de la circulación de los materiales a los robots, para la detección y extracción de los materiales detectados de la cinta transportadora principal según indicaciones de la unidad de sensores a dichos robots.
  2. 2.-Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque la unidad de sensores comprende varios sensores distintos para la detección de más de un material a clasificar.
    10 3.-Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque un robot comprende dos o más zonas de recogida para la clasificación por el mismo robot de dos o más materiales distintos por separado.
  3. 4.-Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende varios robots y varias zonas de recogida distintas a lo largo de la cinta transportadora principal, para realizar una clasificación
    15 de múltiples materiales que se extraen de la misma corriente de materiales transportados por dicha cinta transportadora principal.
  4. 5.-Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las zonas de recogida de los materiales clasificados comprende una cinta de depositado de dichos materiales para cada robot y una cinta transportadora de recolección dispuesta a la salida de estas cintas de depositado para la extracción de los
    20 materiales clasificados de la estación.
  5. 6.-Estación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de sensores está dispuesta sobre una cinta transportadora de alimentación de materiales en la entrada de la cinta transportadora principal.
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    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201130874
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 27.05.2011
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    Y
    US 2010193332 A1 (FRAUNHOFER GES FORSCHUNG) 05.08.2010, todo el documento. 1-24
    Y
    DE 202005011756 U1 (KRATZMAIER KONSTRUKTIONENGMBH) 17.11.2005, párrafos [0004-0005],[0023],[0033],[0041]; figuras 1-2. 1-24
    Y
    US 6112903 A (EFTEK CORP) 05.09.2000, todo el documento. 1-24
    Y
    ES 2169099 T3 (SATAKE ENG CO LTD) 01.07.2002 1-24
    A
    US 6332543 B1 (HAUNI MASCHINENBAU AG) 25.12.2001, resumen; figura 1. 9-11
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 25.01.2013
    Examinador C. Galdeano Villegas Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201130874
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD
    B65G15/14 (2006.01) B65G47/91 (2006.01) B07C5/344 (2006.01) B25J13/08 (2006.01)
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    B65G, B07C, B25J
    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados)
    INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201130874
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 25.01.2013
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-24 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-24 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201130874
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 2010193332 A1 (FRAUNHOFER GES FORSCHUNG) 05.08.2010
    D02
    DE 202005011756 U1 (KRATZMAIER KONSTRUKTIONEN GMBH) 17.11.2005
  6. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El objeto de la invención consiste en una estación automática de clasificación de materiales, del tipo de las que comprenden una cinta transportadora principal de materiales, piezas u objetos a clasificar suministrados por una corriente de materiales de los que se separan aquellos clasificados como de interés, que comprende unos robots y unas zonas de recogida de materiales clasificados, dispuestos en una posición adyacente a dicha cinta transportadora principal, estando los robots asociados con una unidad de sensores en un punto anterior de la circulación de los materiales a los robots, para la detección y extracción de los materiales detectados de la cinta trasportadora principal según indicadores de la unidad de sensores a dichos robots
    Con respecto a la Reivindicación independiente 1, se considera el D01 como el documento del estado de la técnica anterior más próximo al objeto reivindicado. A este documento pertenecen las referencias que se indican a continuación. Este documento divulga una estación automática de clasificación de materiales, del tipo de las que comprenden una cinta transportadora principal (1 y 2) de materiales, piezas u objetos a clasificar suministrados por una corriente de materiales de las que se separan aquellos materiales clasificados como de interés, caracterizada porque comprende una zona de recogida de los materiales clasificados (9), dispuestos en una posición adyacente a dicha cinta principal; una unidad de detección (párrafos 4 a 12) dispuesta en un punto de circulación de los materiales.
    La diferencia entre D01 y el objeto técnico de la reivindicación 1 radica en la utilización de robots asociados a la unidad de detección y utilizados para la extracción de los materiales detectados en la cinta transportadora principal. La utilización de robots en estaciones automáticas de clasificación de materiales con cinta transportadora se divulga en el documento D02, (Figura 1, (18-20); párrafos 0004 y 0005). Resulta obvio para un experto en la materia incorporar los robots descritos en el D02 a la unidad de detección divulgada en el documento D01.
    Por lo expuesto en los párrafos anteriores, se considera que la reivindicación independiente 1 no implica actividad inventiva según lo dispuesto en el Art. 8.1 de LP.
    En cuanto a las reivindicaciones 2-24, dependientes de la reivindicación independiente 1, se consideran igualmente carentes de actividad inventiva según el Art. 8.1 del PCT, al encontrarse todas las características técnicas recogidas en los documentos D01 y D02.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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