ES2592566T3 - Máquina vibratoria para producir cuerpos moldeados mediante compactación - Google Patents

Máquina vibratoria para producir cuerpos moldeados mediante compactación Download PDF

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Abstract

Una máquina vibratoria para producir cuerpos moldeados mediante compactación de mezclas granulares en bruto, en particular para producir ánodos y/o cátodos para el procedimiento de fundición electrolítica para producir aluminio, en el que dicha máquina vibratoria tiene una mesa (10) vibratoria, que está montada sobre muelles de manera que pueda oscilar, sobre la que una caja (12) de moldeo, cuando sea aplicable con una cubierta (15), puede ser colocada y sujetada, y una vez que la mezcla en bruto ha sido llenada en la caja de moldeo, puede introducirse un peso (13) de cubierta en la caja de moldeo, en el que el dispositivo de sujeción es producido por al menos dos cierres de sujeción que están dispuestos en los lados en la parte exterior de la caja (12) de moldeo y en cada caso incluyen los componentes: soporte (17) de pivote, cilindro (18) de pivote hidráulico de doble efecto, balancín (19) de dos brazos y elemento (20) elástico, caracterizada por las características siguientes del cierre de sujeción: a) el soporte (17) de pivote, que está montado de manera pivotante por medio de su extremo inferior en la mesa (10) vibratoria, tiene en su extremo superior un elemento (21) de acoplamiento que está dirigido hacia el exterior y está orientado de manera que se aleja de la caja (12) de moldeo b) a una distancia debajo del elemento (21) de acoplamiento del soporte (17) de pivote, el balancín (19) de dos brazos está conectado de manera pivotante a dicho soporte de pivote, en el que el balancín tiene una parte (19a) interior que coopera con la caja de moldeo/la cubierta y una parte (19b) exterior, con la que coopera el vástago (22) de pistón del cilindro (18) hidráulico de pivote de doble efecto montado de manera pivotante en la mesa (10) vibratoria c) un muelle (20) de compresión está insertado en el espacio entre el elemento (21) de acoplamiento del soporte (17) de pivote y el lado superior de la parte (19b) exterior del balancín (19) de dos brazos, en el que dicho muelle de compresión libera el balancín (19) de su posición de cierre del cierre de sujeción cuando se libera la presión en el cilindro (18) de pivote hidráulico.

Description

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DESCRIPCION
Maquina vibratoria para producir cuerpos moldeados mediante compactacion
La invencion se refiere a una maquina vibratoria para producir cuerpos moldeados mediante la compactacion, de manera vibratoria, de mezclas granulares en bruto, en particular para producir anodos y/o catodos para el procedimiento de fundicion electrolttica para producir aluminio, en el que dicha maquina vibratoria tiene una mesa vibratoria, que esta montada sobre muelles de manera que sea capaz de oscilar, sobre la cual puede ser sujetada, por medio de cierres de sujecion, una caja de moldeo a ser llenada en cada caso con una carga de mezcla en bruto, segun se reivindica en el preambulo de la reivindicacion 1.
En el caso de maquinas vibratorias del tipo indicado anteriormente, una carga de una mezcla caliente producida a partir de coque de petroleo y brea como agente aglutinante vertida en la caja de moldeo que se sujetara en la mesa vibratoria es moldeada mediante compactacion vibratoria para formar un bloque de anodo, concretamente para formar el llamado anodo verde crudo que es horneado a continuacion en un horno. En este caso, la densidad y la altura del bloque de anodo a ser moldeado estan sometidas a estrechos lfmites de tolerancia. Una vez llenada la caja de moldeo con la carga de mezcla en bruto, se introduce un peso de cubierta, como norma general, en la caja de moldeo, en el que dicho peso de cubierta impacta o estampa a una cierta frecuencia de impacto y a una intensidad de impacto desde arriba sobre la mezcla a ser compactada. Una cubierta fija o una cubierta de vacm, que rodea el peso de cubierta, se coloca sobre el lado superior de la caja de moldeo llena.
Una vez que el bloque de anodo ha sido moldeado en el espacio entre el lado superior de la mesa vibratoria y el lado inferior del peso de cubierta, el sistema de caja de moldeo/cubierta/peso de cubierta, que esta montado de manera que sea capaz de oscilar y sea expuesto a las oscilaciones verticales del accionamiento vibratorio, es levantado desde la mesa vibratoria despues de que el accionamiento haya sido desactivado y el bloque de anodo verde pre-moldeado es empujado hacia fuera desde el lado superior de la mesa vibratoria hacia un lado.
El documento CN 2 785 823 Y describe una mesa vibratoria de una maquina conformadora vibratoria segun la tecnica anterior.
La fijacion o sujecion del sistema de caja de moldeo/cubierta a la mesa vibratoria, que puede ejercer oscilaciones verticales a una amplitud, por ejemplo, de 4 a 5 mm durante la operacion vibratoria, esta expuesta a cargas enormes. Tal como demuestra la publicacion TMS publicada por Barry J. Welch, de la Minerals, Metals & Materials Society, con motivo del 127° TMS Annual Meeting, San Antonio, Texas, que tuvo lugar entre el 15 y el 19 de Febrero de 1998, se publico un artmulo de los autores M. Beilstein y M. Spangehl, paginas 746 y 747 que mostraba una maquina vibratoria, cuyas caja de moldeo y cubierta estaban destinadas a ser conectadas de manera desmontable a la mesa vibratoria por medio de dos cierres de sujecion que estaban dispuestos en los lados opuestos, uno respecto al otro, fuera de la caja de moldeo, de la manera siguiente:
Los cierres de sujecion conocidos se montan esencialmente a partir de los cuatro componentes de soporte de pivote, cilindro de pivote hidraulico de doble accion, balancm de dos brazos y elemento elastico. El soporte de pivote que esta montado de manera pivotante por medio de su extremo inferior sobre la mesa vibratoria permanece erguido en su posicion cerrada. Un balancm de dos brazos esta conectado de manera pivotante al extremo superior del soporte de pivote, en el que la parte interior de dicho balancm presiona entonces sobre una parte exterior de la caja de moldeo o de la cubierta colocada en posicion sobre la misma, cuando el vastago de piston del cilindro de pivote hidraulico de doble efecto esta extendido y presiona desde abajo contra la parte exterior del balancm de dos brazos.
Con el fin de mantener el cierre de sujecion de manera segura en su posicion cerrada, se ha permitido que la parte interior del balancm de dos brazos se bloquee en la caja de moldeo o en su cubierta. Para liberar el cierre de sujecion es necesario mover el balancm fuera de su posicion de bloqueo por medio de su propio mecanismo de retencion y pivotar el soporte de pivote hacia el exterior lejos de la caja de moldeo formando un angulo con la vertical, en el que el vastago de piston del cilindro de pivote hidraulico asociado esta retrafdo en la posicion abierta del cierre de sujecion. El mecanismo de retencion del balancm se ha realizado hasta ahora mediante un muelle de traccion espiral, de acero, largo, que esta dispuesto entre la palanca de pivote y el cilindro de pivote hidraulico asociado, en el que el extremo superior de cuyo muelle de traccion coopera con la parte exterior del balancm de dos brazos Sin embargo, se ha demostrado que las oscilaciones, introducidas por medio del accionamiento vibratorio y la mesa vibratoria en el sistema de la maquina vibratoria que se mantiene de manera que sea capaz de oscilar, puede pasar al intervalo de frecuencias caractensticas de los muelles de traccion largos, como resultado de lo cual se transmiten fuertes oscilaciones a los muelles de traccion apretados y estos pueden poner en peligro la vida util de los muelles de traccion.
El objetivo de la invencion es crear un cierre de sujecion para una maquina vibratoria del tipo indicado
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anteriormente para sujetar la caja de moldeo que incluye una cubierta en la mesa vibratoria, siendo posible abrir y cerrar dicho cierre de sujecion de manera operacionalmente fiable e, incluso a frecuencias de excitacion variables, en el que los componentes de dicho cierre de sujecion resisten las elevadas fuerzas y tensiones vibratorias introducidas por medio de la mesa vibratoria.
Este objetivo se consigue tal como se reivindica en la invencion con una maquina vibratoria con las caractensticas de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones secundarias se proporcionan desarrollos ventajosos de la invencion.
En el caso de la maquina vibratoria segun se reivindica en la invencion, el cierre de sujecion tiene en cada caso un soporte de pivote, que esta montado de manera pivotante por medio de su extremo inferior en la mesa vibratoria y tiene en su extremo superior un elemento de acoplamiento que esta dirigido hacia el exterior y esta orientado de manera que se aleja de la caja de moldeo. A una distancia por debajo del elemento de acoplamiento del soporte de pivote, un balancm de dos brazos esta conectado de manera pivotante al soporte de pivote y tiene una parte interior de balancm y una parte exterior de balancm. En la posicion cerrada del cierre de sujecion, en la que el soporte de pivote se encuentra aproximadamente en posicion vertical, la parte interior de balancm coopera con la caja de moldeo o con la cubierta colocada en su posicion sobre la misma y la oprime por medio del vastago de piston de un cilindro de pivote hidraulico, de doble efecto, que esta montado tambien de manera pivotante en la mesa vibratoria, que es extendido y que presiona desde abajo contra la parte exterior del balancm. Un muelle de compresion corto, de diseno compacto, esta insertado en el espacio entre el elemento de acoplamiento del soporte de pivote y el lado superior de la parte exterior de balancm, en el que dicho muelle de compresion libera o saca el balancm de su posicion de cierre del cierre de sujecion cuando se libera la presion en el cilindro de pivote hidraulico.
El uso del muelle de compresion de diseno corto excluye el riesgo de que las frecuencias de excitacion de oscilacion de la mesa vibratoria se superpongan de una manera no deseada con el intervalo de frecuencias caractensticas del muelle de compresion, como resultado de lo cual se asegura una vida util larga del muelle de compresion y un funcionamiento correcto del procedimiento de apertura y de cierre del cierre de sujecion.
El muelle de compresion del cierre de sujecion puede ser un muelle mecanico, un muelle producido a partir de un material con elasticidad de compresion o un muelle neumatico de almohadilla de goma tal como, por ejemplo, un muelle de tipo fuelle de aire, cuando sea aplicable, con constantes de muelle modificables. En cualquier caso, dichos muelles de compresion son capaces de soportar las altas tensiones de oscilacion introducidas por medio de la mesa vibratoria durante la operacion de vibracion.
Tal como se reivindica en una caractenstica adicional de la invencion, en el caso del cierre de sujecion el soporte de pivote, debajo de su articulacion para el balancm de dos brazos, puede tener un miembro de tope para la parte exterior de balancm dirigida hacia el exterior en la direccion del elemento de acoplamiento del soporte de pivote para definir la capacidad de giro del balancm cuando el cierre de sujecion esta abierto. El miembro de tope define el angulo de apertura del cierre de sujecion en su posicion abierta. Para la sujecion segura de la caja de moldeo y la cubierta sobre la mesa vibratoria durante toda la operacion de vibracion, la parte interior del balancm de dos brazos de cada cierre de sujecion tiene en su extremo, cuando se observa en seccion transversal, una proyeccion con forma de nariz que se acopla en un rebaje correspondiente de la caja de moldeo/la cubierta colocada en su posicion sobre la misma en la posicion cerrada del cierre de sujecion.
La invencion y las caractensticas y ventajas de la misma se explican mas detalladamente por medio de la realizacion ejemplar representada esquematicamente en el dibujo.
El dibujo muestra una seccion vertical de la maquina vibratoria segun se reivindica en la invencion con dos cierres de sujecion particulares mostrados en una vista lateral, de entre los cuales el cierre de sujecion de la izquierda se muestra en la posicion cerrada y el cierre de sujecion de la derecha se muestra en la posicion abierta. Los cierres de sujecion estan sujetos a la mesa 10 vibratoria, que esta montada de manera que pueda oscilar por medio de los muelles 11, en el que no se ha representado el accionamiento oscilante vibratorio conectado a la mesa 10 vibratoria con sus ejes de rotacion desequilibrados.
La maquina vibratoria sirve para moldear bloques de anodos producidos a partir de mezclas granulares en bruto. Con este fin, una caja 12 de moldeo, que esta abierta en la parte inferior y en la parte superior, por ejemplo que tiene una seccion transversal rectangular, es colocada sobre la mesa 10 vibratoria, dicha caja de moldeo es llenada con una carga de la mezcla en bruto a ser compactada, despues de lo cual se introduce un peso 13 de cubierta en la caja 12 de moldeo, en el que dicho peso de cubierta es guiado por al menos una barra 14 de grna, que es guiada a traves de una abertura en una cubierta 15 fija, que se coloca sobre el lado superior de la caja 12 de moldeo y cierra dicha caja de moldeo desde arriba como una tapa.
Con la maquina vibratoria en funcionamiento, en el espacio entre el lado superior de la mesa 10 vibratoria y el lado
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inferior del peso 13 de cubierta, utilizando la energfa de impacto del peso 13 de cubierta que estampa desde arriba a una cierta frecuencia de impacto, la carga de mezcla en bruto es vibro-compactada para formar el bloque 16 de anodo, que ha alcanzado su densidad y dimension de altura particulares despues de un cierto penodo de vibracion, despues de lo cual la operacion de vibracion se detiene, la caja 12 de moldeo, la cubierta 15 y el peso 13 de cubierta se retiran hacia arriba y el bloque 16 de anodo es empujado hacia fuera desde el lado superior de la mesa 10 vibratoria a un lado.
Los al menos dos cierres de sujecion, que estan dispuestos uno opuesto al otro en los lados en la parte exterior de la caja de moldeo, se montan esencialmente, en cada caso, a partir de los cuatro componentes de entre un soporte 17 de pivote, un cilindro 18 de pivote hidraulico de doble accion, un balancm 19 de dos brazos y un muelle 20 de compresion. El soporte 17 de pivote esta montado de manera pivotante por medio de su extremo inferior en la mesa 10 vibratoria y en la posicion cerrada del cierre de sujecion permanece aproximadamente en posicion vertical (en el lado izquierdo de la caja de moldeo en el dibujo). En su extremo superior, el soporte 17 de pivote tiene un elemento 21 de acoplamiento orientado hacia el exterior alejandose de la caja 12 de moldeo. A una distancia debajo del elemento 21 de acoplamiento del soporte 17 de pivote, el balancm 19 de dos brazos esta conectado al soporte 17 por medio de una articulacion de pasador, en el que dicho balancm tiene una parte 19a interior que coopera con la parte exterior de la cubierta 15 colocada en posicion y una parte 19b exterior, con la que coopera el vastago 22 de piston del cilindro 18 de pivote hidraulico.
El muelle 20 de compresion compacto se inserta en el espacio entre el elemento 21 de acoplamiento del soporte 17 de pivote y el lado superior de la parte 19b exterior del balancm 19 de dos brazos, en el que dicho muelle de compresion separa el balancm 19 desde su posicion de cierre del cierre de sujecion cuando se libera la presion desde el cilindro 18 de pivote hidraulico con la retraccion del vastago 22 de piston (en el lado de la derecha de la caja 10 de moldeo en el dibujo).
Las oscilaciones vibratorias introducidas por medio de la mesa 10 vibratoria durante la operacion de vibracion, cuyas amplitudes pueden estar comprendidas en un intervalo de aproximadamente 4-5 mm, son absorbidas por los cierres de sujecion usados segun se reivindica en la invencion por medio de sus muelles 20 de compresion sin danar los mismos.
Tal como puede verse tambien en el dibujo, el soporte 17 de pivote, debajo de su articulacion para el balancm 19 de dos brazos, tiene un miembro 23 de tope para la parte 19b exterior del balancm dirigido hacia el exterior en la direccion del elemento 21 de acoplamiento de soporte de pivote para definir la capacidad de giro del balancm cuando el cierre de sujecion esta abierto, que se muestra en el lado derecho de la caja 12 de moldeo en el dibujo. Puede verse tambien que la parte 19a interior del balancm 19 de dos brazos tiene en su extremo, cuando se observa en seccion transversal, una proyeccion 24 con forma de nariz que, en la posicion cerrada del cierre de sujecion, se acopla en una rebaje 25 correspondiente en la parte exterior de la cubierta 15 colocada en posicion, reforzando de esta manera la sujecion de la unidad oscilante que es sometida a los movimientos vibratorios sobre la mesa vibratoria durante la operacion de vibracion.

Claims (4)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una maquina vibratoria para producir cuerpos moldeados mediante compactacion de mezclas granulares en bruto, en particular para producir anodos y/o catodos para el procedimiento de fundicion electrolttica para producir aluminio, en el que dicha maquina vibratoria tiene una mesa (10) vibratoria, que esta montada sobre muelles de manera que pueda oscilar, sobre la que una caja (12) de moldeo, cuando sea aplicable con una cubierta (15), puede ser colocada y sujetada, y una vez que la mezcla en bruto ha sido llenada en la caja de moldeo, puede introducirse un peso (13) de cubierta en la caja de moldeo, en el que el dispositivo de sujecion es producido por al menos dos cierres de sujecion que estan dispuestos en los lados en la parte exterior de la caja (12) de moldeo y en cada caso incluyen los componentes: soporte (17) de pivote, cilindro (18) de pivote hidraulico de doble efecto, balancm (19) de dos brazos y elemento (20) elastico, caracterizada por las caractensticas siguientes del cierre de sujecion:
    a) el soporte (17) de pivote, que esta montado de manera pivotante por medio de su extremo inferior en la mesa (10) vibratoria, tiene en su extremo superior un elemento (21) de acoplamiento que esta dirigido hacia el exterior y esta orientado de manera que se aleja de la caja (12) de moldeo
    b) a una distancia debajo del elemento (21) de acoplamiento del soporte (17) de pivote, el balancm (19) de dos brazos esta conectado de manera pivotante a dicho soporte de pivote, en el que el balancm tiene una parte (19a) interior que coopera con la caja de moldeo/la cubierta y una parte (19b) exterior, con la que coopera el vastago (22) de piston del cilindro (18) hidraulico de pivote de doble efecto montado de manera pivotante en la mesa (10) vibratoria
    c) un muelle (20) de compresion esta insertado en el espacio entre el elemento (21) de acoplamiento del soporte (17) de pivote y el lado superior de la parte (19b) exterior del balancm (19) de dos brazos, en el que dicho muelle de compresion libera el balancm (19) de su posicion de cierre del cierre de sujecion cuando se libera la presion en el cilindro (18) de pivote hidraulico.
  2. 2. Maquina vibratoria segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el muelle (20) de compresion es un muelle mecanico de diseno corto y/o es producido a partir de material elastico y/o es un muelle neumatico de almohadilla de goma/muelle de tipo fuelle de aire, cuando sea aplicable, con constantes de muelle modificables.
  3. 3. Maquina vibratoria segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el soporte (17) de pivote, debajo de su articulacion para el balancm (19) de dos brazos, tiene un miembro (23) de tope para la parte (19b) exterior del brazo del balancm dirigido hacia fuera en la direccion del elemento de acoplamiento del soporte de pivote para definir el angulo de pivote del balancm cuando el cierre de sujecion esta abierto.
  4. 4. Maquina vibratoria segun la reivindicacion 1, caracterizada por que la parte (19a) interior del balancm (19) de dos brazos tiene en su extremo, cuando se observa en seccion transversal, una proyeccion (24) con forma de nariz que se acopla en un rebaje (25) correspondiente de la caja de moldeo/la cubierta (15) colocada en su posicion sobre la misma en la posicion cerrada del cierre de sujecion.
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