ES2906410T3

ES2906410T3 - Cabezal de corte para retirar material de un lecho de agua

Info

Publication number: ES2906410T3
Application number: ES17152222T
Authority: ES
Inventors: Opstal Timothy Alexander Van
Original assignee: IHC Holland lE BV
Current assignee: IHC Holland lE BV
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2022-04-18
Anticipated expiration: 2033-07-05
Also published as: NL2009146C2; CN104411895B; EP3176336A1; ES2621928T3; EP2870299A1; US9453324B2; EP2870299B1; EP3176336B1; US20150275473A1; WO2014007634A1; CN104411895A

Abstract

Cabezal de corte (1) para retirar material de un lecho de agua, estando dispuesto el cabezal de corte (1) para girar alrededor de un eje de rotación (RA), comprendiendo el cabezal de corte (1) un anillo de base (10) y un cubo (20), estando el anillo de base (10) y el cubo (20) situados de manera rotacionalmente simétrica con respecto al eje de rotación (RA), comprendiendo el cabezal de corte (1) una pluralidad de brazos (30) que se extienden entre el anillo de base (10) y el cubo (20), comprendiendo los brazos (30) una pluralidad de herramientas de excavación (40), donde las herramientas de excavación son proporcionadas por brocas (40) que tienen extremos de broca rotacionalmente simétricos (41), donde los brazos (30) comprenden dos o más grupos de brocas (40), comprendiendo cada grupo tres o más brocas adyacentes (40) cuyos extremos de broca (41) definen un segmento de línea (LS) recta, donde el anillo de base (10) y el cubo (20) se desplazan axialmente con respecto el uno del otro a lo largo del eje de rotación (RA), el cubo (20) se coloca más cerca de un extremo distal del cabezal de corte (1) con respecto al anillo de base (10), donde el anillo de base (10) tiene un primer diámetro (D1) y el cubo (20) tiene un segundo diámetro (D2), siendo el primer diámetro (D1) mayor que el segundo diámetro (D2), y los brazos (30) convergen hacia el eje de rotación (RA) en una dirección desde el anillo de base (10) hasta el cubo (20), donde los ángulos entre los respectivos segmentos de línea (LS) recta y el eje de rotación (RA) aumentan hacia el extremo distal del cabezal de corte (1) y cada segmento de línea está en ángulo hacia el anillo de base (10) del cubo (20).

Description

DESCRIPCIÓN

Cabezal de corte para retirar material de un lecho de agua

Campo técnico

[0001] La invención se refiere a un cabezal de corte para retirar material de un lecho de agua, el cabezal de corte está dispuesto para girar alrededor de un eje de rotación, el cabezal de corte comprende un anillo de base y un eje, estando colocados el anillo de base y el eje rotacionalmente simétricos con respecto al eje de rotación, comprendiendo el cabezal de corte una pluralidad de brazos que se extienden entre el anillo de base y el eje, comprendiendo los brazos una pluralidad de herramientas de excavación. La invención se refiere además a un navío que comprende tal cabezal de corte.

Antecedentes

[0002] Se conocen dragas de corte y succión (CSD). Tales dragas usan un tubo de succión que tiene un cabezal de corte en la entrada de succión. El cabezal de corte se puede conectar a la draga con un cubo que se monta sobre un eje con un accionamiento para girar el cabezal de corte. El eje de rotación se denomina dirección axial del cabezal de corte. El material cortado por el cortador es aspirado por el tubo de succión y transportado lejos del cabezal de corte, por ejemplo mediante una tubería flotante a una ubicación de vertido.

[0003] El cabezal de corte corta y afloja el material del lecho de manera que se pueda aspirar con el tubo de succión. El cabezal de corte y la entrada de succión pueden moverse con respecto al lecho de agua.

[0004] Para aspirar el material del lecho en el tubo de succión, puede proporcionarse una bomba resistente al desgaste, como una bomba centrífuga.

[0005] Las dragas de corte y succión a menudo se usan para cortar materiales de superficie dura, como rocas, aunque también se pueden usar para excavar grava o arena.

[0006] El cabezal de corte puede proporcionarse con una pluralidad de herramientas de excavación, como dientes, formados como cinceles, para cincelar el material de lecho. Las herramientas de excavación también pueden estar formadas por un filo que comprende una pluralidad de dientes. Sin embargo, las herramientas de excavación tienden a desgastarse, especialmente cuando se cortan materiales de superficie dura.

[0007] Por lo tanto, se conocen cabezales de corte que comprenden dientes reemplazables o filos reemplazables. Reemplazar los dientes es una operación que consume tiempo y, por lo tanto, dinero y contribuye al tiempo de inactividad de la draga de corte y succión.

[0008] Los diseños de cabezal de corte conocidos comprenden un anillo de base proporcionado alrededor del orificio de aspiración al que están conectados una pluralidad de brazos. Los brazos se extienden en una dirección axial alejándose del orificio de aspiración y convergen uno hacia el otro radialmente formando así el cabezal de corte frente al orificio de aspiración. Los brazos se pueden curvar en una dirección tangencial y radial de manera que los brazos se acerquen en espiral uno hacia el otro. Los brazos también se pueden curvar solo en la dirección radial, mientras están alineados axialmente o en un ángulo pequeño con respecto a la dirección axial. Tal diseño se conoce, por ejemplo, como Lancelot (fabricado por IHC Parts & Services).

[0009] Los brazos convergentes pueden acercarse uno al otro en el medio a una distancia frente al orificio de aspiración donde están conectados al cubo que impulsa el cabezal de corte.

[0010] Las herramientas de excavación, como dientes o filos se fijan a los brazos. El material del lecho se afloja y se corta mediante las herramientas de excavación y se aspira en el orificio de aspiración a través del espacio entre los brazos. Los dientes también funcionan como palas, que recogen el material cortado y/o suelto del lecho de agua, llevándolo hacia el orificio de aspiración.

[0011] Los cabezales de corte conocidos tienen varias desventajas.

[0012] Por ejemplo, los dientes, formados como cinceles, tienen tendencia a desgastarse y necesitan ser sustituidos a menudo, lo que aumenta el tiempo de inactividad del cabezal de corte. En algunas situaciones, los dientes no duran más de una hora.

[0013] Los documentos US-A-3885330 y EP-A1-0376433 muestran un aparato para cavar un agujero y una herramienta de corte que no son adecuados para su uso en combinación con dragas de corte y succión. Estos documentos muestran herramientas con brazos que comprenden una pluralidad de herramientas de excavación posicionadas en un plano perpendicular a un eje de rotación de la herramienta. Tales herramientas, por lo tanto, no serán adecuadas para funcionar cuando estén colocadas en un ángulo distinto al perpendicular con respecto al lecho de agua. Además, tales herramientas de corte no son adecuadas para moverse en una dirección perpendicular a su eje de rotación, como es común en las dragas de corte y succión, donde las dragas de corte y succión están provistas de sistemas de puntal que permiten que la draga de corte y succión realice un movimiento de rotación con respecto a un puntal, moviendo así el cabezal de corte a lo largo del lecho de agua.

[0014] El documento WO2011003896 describe tal cabezal de corte para dragar suelo bajo el agua. Este cabezal de corte es adecuado para acoplarse de manera giratoria alrededor de un eje central a la escalera de una draga de corte y succión y para ser movido a través del suelo con el mismo en un movimiento de barrido lateral. El cabezal de corte comprende un anillo de base, un cubo situado a una distancia en la dirección del eje central del anillo de base, y una pluralidad de brazos de soporte que se extienden desde el anillo de base hasta el cubo, donde una abertura de paso se sitúa entre los brazos de soporte y donde las herramientas de corte son axisimétricas, al menos en su extremo externo libre. Las herramientas de corte son axisimétricas al menos en su extremo externo libre, y preferiblemente a lo largo de toda su longitud, lo que permite un giro libre alrededor de su eje longitudinal. Las herramientas de corte pueden ser simétricas en rotación y preferiblemente de forma cónica. Tales herramientas de corte ocupan menos espacio lo que permite dotar al cabezal de corte de un gran número de herramientas de corte. Las herramientas de corte pueden estar dispuestas en un receptáculo de tal manera que se puedan girar libremente o al menos fácilmente alrededor de su eje de simetría de rotación. Permitir la rotación libre o preparada de las herramientas durante la operación reduce el riesgo de rotura y también auto-afila la punta de fricción con el suelo de las herramientas de corte por fricción con el suelo.

[0015] En una forma de realización preferida, el cabezal de corte según la invención comprende al menos 50 herramientas de corte, más preferiblemente al menos 100 herramientas de corte, aún más preferiblemente al menos 140 herramientas de corte, y más preferiblemente al menos 180 herramientas de corte. En este caso, las herramientas de corte pueden distribuirse regularmente, pero también irregularmente, sobre la superficie giratoria del cabezal de corte. El número de herramientas de corte por brazo de soporte comprende preferiblemente al menos 10 herramientas de corte, más preferiblemente al menos 15 herramientas de corte, aún más preferiblemente al menos 20 herramientas de corte, y lo más preferiblemente al menos 25 herramientas de corte.

[0016] Sin embargo, en el estado de la técnica hay un prejuicio contra el uso de tales herramientas de corte que son axisimétricos al menos en su extremo externo libre. También se hace referencia a WEAR RESISTANT DREDGE CUTTER TEETH A LOOK AT THE DEVELOPMENT OF THE TOOTH AND ITS IMPACT ON THE ECONOMICAL AND ENVIRONMENTAL ASPECTS OF THE DREDGER LOGISTICS AND FOUNDRY, por Klaas Wijma, en actas de los días de dragado de CEDA 2009, herramientas de dragado para el futuro, Rotterdam (www.dredging.org). Según este artículo, se han realizado pruebas con brocas en cabezales de corte de dragado convencionales sin éxito. Wijma identifica varias razones para justificar la falta de éxito. En primer lugar, la longitud útil de la varilla de metal duro en la broca cónica es relativamente corta, lo que se traduce en una vida útil breve. En segundo lugar, las brocas cónicas están diseñadas para profundidades de corte pequeñas, dando como resultado una baja producción. En tercer lugar, la fuerza de las brocas es relativamente pequeña, aproximadamente 150kN, donde los dientes pueden resistir fuerzas de corte o fuerzas normales en el rango de 1500 — 2000 kN. Todas estas desventajas dan lugar a un desgaste rápido de las brocas y el adaptador (sujeción de la broca), mayores fuerzas de par y penetración y más roturas.

[0017] El documento JP-U-50038142 muestra el uso de extremos de brocas que no son rotacionalmente simétricos. El dispositivo según este documento tiene la desventaja de que no ser eficaz para cortar material en el extremo distal del cabezal de corte, ya que allí no hay ninguna herramienta de excavación.

Resumen

[0018] Un objetivo es proporcionar un cabezal de corte más eficaz.

[0019] Según un aspecto, se proporciona un cabezal de corte para retirar material de un lecho de agua, el cabezal de corte está dispuesto para girar alrededor de un eje de rotación, el cabezal de corte comprende un anillo de base y un cubo, estando colocados el anillo de base y el cubo rotacionalmente simétricos con respecto al eje de rotación, comprendiendo el cabezal de corte una pluralidad de brazos que se extienden entre el anillo de base y el cubo, comprendiendo los brazos una pluralidad de herramientas de excavación, donde las herramientas de excavación se han previsto mediante brocas que tienen extremos de brocas rotacionalmente simétricos, donde los brazos comprenden uno o varios grupos de brocas, comprendiendo cada grupo tres o más brocas adyacentes de las cuales los extremos de broca definen un segmento de línea recta.

[0020] En particular, los brazos comprenden dos o más grupos de brocas, comprendiendo cada grupo tres o más brocas adyacentes de las cuales los extremos de broca definen un segmento de línea recta.

[0021] Tal grupo de brocas adyacentes forma un rastrillo, estando las brocas montadas en una base compartida y siendo sustancialmente paralelas. Preferiblemente cinco o más brocas adyacentes definen una línea recta.

[0022] Se ha encontrado que esto da como resultado un cabezal de corte muy eficaz y eficiente, especialmente en combinación con el uso de brocas. Como los extremos de broca se posicionan de tal manera, los brazos se pueden construir de una manera relativamente fácil, sin tener necesariamente una forma helicoidal o de doble flexión. Además, debido a que las brocas se encuentran en un segmento de línea recta, los extremos de broca se pueden posicionar relativamente cerca uno del otro, lo que coopera con la pala o rastrillado.

[0023] Además, las fluctuaciones en la potencia del cortador se reducen y el movimiento del cabezal de corte es más suave, dando como resultado fuerzas y vibraciones más pequeñas que actúan sobre el cabezal de corte, la escalera, el navío y posiblemente los puntales. De este modo se alarga la vida útil de estos componentes. Además, se mejoran las condiciones de trabajo del personal a bordo del navío ya que el navío se somete a menos vibraciones.

[0024] Según una forma de realización, el anillo de base y el cubo se desplazan axialmente entre sí a lo largo del eje de rotación, estando el cubo posicionado más cerca de un extremo distal del cabezal de corte con respecto al anillo de base, donde los brazos comprenden dos o varios grupos de brocas, cuyos extremos de broca definen segmentos de línea recta, donde los ángulos entre los respectivos segmentos de línea recta y el eje de rotación aumentan hacia el extremo distal del cabezal de corte.

[0025] El extremo distal del cabezal de corte (que también puede denominarse extremo libre) es el extremo del cabezal de corte que está en uso dirigido hacia el material que se va a cortar. Hacia el extremo distal, los segmentos de línea recta se vuelven cada vez más angulados con respecto al eje de rotación. De este modo un cabezal de corte en forma de bola o un cabezal de corte casi esférico se crea que está formado por extremos de broca que se posicionan a lo largo de segmentos de línea recta. Tal cabezal de corte tiene capacidades de corte tanto en dirección radial como axial.

[0026] Tal cabezal de corte es en particular adecuado para usarse en dragados donde el eje de rotación se orienta diagonalmente con respecto al lecho de agua como es típico en su uso con dragas de corte y succión, donde el cabezal de corte se instala en una escalera. Además, tal cabezal de corte es en particular adecuado para funcionar mientras se mueve en una dirección perpendicular al eje de rotación del cabezal de corte, moviéndose el cabezal de corte a lo largo del lecho de agua como resultado de un movimiento guiado por puntales de la draga de corte y succión a la que está unida el cabezal de corte. Como resultado de la configuración de los brazos y los grupos de brocas, el cabezal de corte es capaz de cortar en una dirección perpendicular al eje de rotación y en una dirección lateral.

[0027] Según una forma de realización, el uno o más segmentos de línea asociados a un brazo definen un plano de brocas.

[0028] Preferiblemente, para cada brazo, se puede definir tal plano de brocas.

[0029] Se entenderá que, en la práctica, los extremos de broca pueden no situarse exactamente en un segmento de línea recta o plano de brocas, pero que los términos segmento de línea recta y plano de brocas se refieren a líneas y planos dentro de las tolerancias comunes para cabezales de corte, especialmente teniendo en cuenta que, durante su uso, los extremos de broca pueden desgastarse.

[0030] En caso de un único segmento de línea por brazo, se pueden definir muchos planos de brocas. En caso de dos segmentos de línea más por brazo, el plano de brocas se define de forma única.

[0031] El anillo de base y el cubo se desplazan axialmente entre sí a lo largo del eje de rotación. El anillo de base se puede conectar a un tubo de succión, de manera que los brazos forman el cabezal de corte frente a la entrada de succión del tubo de succión. El cubo está dispuesto para ser conectado a un eje de accionamiento y accionado por el mismo, para girar el cabezal de corte alrededor del eje de rotación. El eje de accionamiento pueden formar parte de una escalera.

[0032] Las brocas pueden comprender un cabezal de broca hecho de carburo de tungsteno ya que éste es un material ventajoso para proporcionar un cabezal de broca resistente.

[0033] Según una forma de realización, el uno o más segmentos de línea asociados a un brazo forman juntos una línea de brocas recta cuando se proyectan en un plano de proyección perpendicular al eje de rotación (RA).

[0034] Según una forma de realización la línea de brocas está desplazada con respecto al eje de rotación.

[0035] En la proyección al plano de proyección perpendicular al eje de rotación, las líneas de brocas pueden tener una distancia d más cercana al eje de rotación, donde d está en el rango 0,05R < d < 0,2R, donde R es el radio del anillo de base.

[0036] Al proporcionar tal desplazamiento, se garantiza que los extremos de broca no estén alineados radialmente, en cuyo caso los extremos de broca golpearían el lecho de agua sustancialmente al mismo tiempo durante la rotación del cabezal de corte.

[0037] Tal compensación tiene la ventaja de que, cuando se gira, los extremos de broca golpean el lecho de agua más o menos en momentos sucesivos en el tiempo, dando como resultado una fuerza de corte que se distribuye uniformemente a lo largo del tiempo, evitando así las fuerzas de pico. Los extremos de broca golpearán el lecho de agua relativamente poco después unos de otros, a diferencia de los brazos helicoidales. Esto también contribuye a un proceso de corte eficaz.

[0038] Según una forma de realización la línea de brocas atraviesa el eje de rotación. Teniendo en cuenta las tolerancias que son aceptables en este campo, la línea de brocas tiene una distancia d más cercana al eje de rotación, donde d está en el rango 0 < d < 0,05R, donde R es el radio del anillo de base.

[0039] Según esta forma de realización, la línea de brocas atraviesa el eje de rotación al menos en la proyección a un plano perpendicular al eje de rotación (RA). Tal forma de realización da como resultado un cabezal de corte que es fácil de fabricar y proporciona espacio suficiente para colocar otros tantos brazos como sea posible. Los brazos rectos necesitan menos espacio (en cuanto a superficie y volumen) que los brazos helicoidales o de doble flexión.

[0040] Según una forma de realización el anillo de base tiene un primer diámetro y el cubo tiene un segundo diámetro, siendo el primer diámetro mayor que el segundo diámetro, y los brazos convergen hacia el eje de rotación en una dirección desde el anillo de base hasta el cubo.

[0041] Según una forma de realización, los segmentos de línea están en ángulo entre sí en una dirección hacia el eje de rotación en una dirección desde el anillo de base hasta el cubo. Esto proporciona un cabezal de corte en forma de bola que tiene capacidades de corte tanto en dirección radial como axial.

[0042] Alternativamente, la línea de brocas puede estar doblada, es decir, formada por una pluralidad de segmentos de línea recta que están en ángulo entre sí. Tal forma de realización permite una fabricación fácil del cabezal de corte, ya que los brazos o al menos los soportes de broca, se pueden formar por dos o más partes rectas, lo que facilita la fabricación y los resultados en un cabezal de corte fuerte.

[0043] Según una forma de realización, el plano de brocas es paralelo y se encuentra desplazado con respecto al eje de rotación (RA). Esta forma de realización se explica con más detalle a continuación con referencia a la figura. 3. Se ha encontrado que esta es una forma de realización ventajosa.

[0044] Según una forma de realización, el plano de brocas y el eje de rotación se cruzan en un ángulo a, donde -5° < a < 20°, preferiblemente 5° < a < 15°. Esta forma de realización se explica con más detalle a continuación con referencia a las figuras 6a-b.

[0045] Según una forma de realización, los brazos comprenden soportes de broca alargados y rectos, estando cada soporte de broca dispuesto para sujetar una pluralidad de brocas.

[0046] El soporte de broca puede ser reemplazable lo que facilita el cambio rápido y eficiente de las brocas al reemplazar un soporte de broca con un nuevo soporte de broca que comprende nuevas brocas. Además, al usar soportes de broca rectos, las brocas se pueden posicionar relativamente cerca unas de otras en comparación con los brazos curvados.

[0047] Alternativamente, las brocas se pueden formar íntegramente con los brazos del cabezal de corte o conectándolas a los brazos directamente, por ejemplo, mediante soldadura o con medios de acoplamiento.

[0048] Según una forma de realización, el cabezal de corte comprende una pluralidad de sub-brazos y un anillo intermedio posicionado entre el anillo de base y el cubo, comprendiendo los sub-brazos una pluralidad de herramientas de excavación, y donde los sub-brazos se extienden entre el anillo de base y el anillo intermedio y son más cortos que los brazos que se extienden entre el anillo de base y el cubo. Las herramientas de excavación previstas en los sub-brazos también pueden estar formadas por brocas que tengan extremos de brocas rotacionalmente simétricos. El anillo intermedio está en la dirección axial posicionado entre el anillo de base y el cubo y tiene un diámetro exterior menor que el anillo de base y mayor que el cubo. Los brazos se pueden formar por uno o más segmentos de brazo. Por ejemplo, los brazos que se extienden desde el anillo de base hasta el cubo se pueden formar mediante dos segmentos de brazo, uno que se extiende desde el anillo de base hasta el anillo intermedio y otro desde el anillo intermedio hasta el cubo.

[0049] Tal cabezal de corte supera la desventaja causada por el tamaño del diámetro exterior del cubo que forma una restricción en la cantidad de brazos que se pueden proporcionar. Un cubo relativamente pequeño, con un diámetro exterior pequeño, permite proporcionar brazos convergentes que forman un cabezal de corte con forma más o menos esférica. Esto es ventajoso ya que tal cabezal de corte se puede usar en una amplia gama de ángulos con respecto al lecho de agua. Puede resultar productivo cuando se mueve a través del lecho de agua en una dirección radial (dirección lateral) y también cuando se empuja dentro del lecho de agua en dirección axial, ya que tiene dientes que se proyectan tanto en dirección radial como en dirección axial. Sin embargo, un cubo pequeño solo puede sostener unos pocos brazos (por ejemplo, 5 ó 6 brazos).

[0050] Un cubo mayor o un cubo al que se conecta un anillo adicional para crear un diámetro exterior mayor, puede admitir más brazos (por ejemplo, 8 ó 10 brazos), pero solo se puede usar en un rango de ángulos menor. Tal cabezal de corte tendrá forma de barril (como el cabezal de corte de Lancelot en IHC Parts & Services), más que una forma de bola. Los brazos de tal cabezal de corte serán menos convergentes y serán menos efectivos cuando el cabezal de corte se empuje hacia el lecho de agua en la dirección axial.

[0051] El documento US727691 describe un dispositivo de corte para draga, que comprende un eje, un cubo unido al mismo, una serie de aletas conectadas con dicho cubo, una parte anular que se extiende alrededor del eje pero libre del mismo y que une los extremos de dichas aletas, una segunda serie de aletas conectadas a dicha parte anular, y medios de soporte de los extremos de dichas últimas aletas.

[0052] Se ha comprobado que un cabezal de corte con brocas y una combinación de brazos principales y sub brazos es muy eficiente, dando como resultado una mayor producción.

[0053] Según una forma de realización, la pluralidad de brazos comprende al menos 8 brocas por metro, preferiblemente al menos 10 brocas por metro o más preferiblemente al menos 12 ó 15 brocas por metro.

[0054] En otras palabras, las brocas están posicionadas relativamente cerca una de la otra. Posicionando las brocas relativamente cerca una de la otra, se proporciona un cabezal de corte que es inesperadamente eficiente y resistente al desgaste, a diferencia de las indicaciones negativas proporcionadas por el estado de la técnica anterior acerca del uso de brocas.

[0055] Al proporcionar una cantidad relativamente grande de brocas y al colocarlas en línea recta, las fuerzas de corte se distribuirán entre las diferentes brocas, lo que garantiza que las brocas no se desgasten demasiado rápido.

[0056] Además, la densidad relativamente alta de brocas y brazos contribuirá al efecto de recogida, garantizando que el material cortado y/o suelto se recoge en el interior del cabezal de corte donde se puede recoger vía un orificio de aspiración de un tubo de succión. Como las brocas están posicionadas relativamente cerca una de la otra, el material cortado y suelto se rastrilla sobre de manera eficiente, lo que reduce los vertidos. Además, como las brocas están relativamente cerca una de la otra, el suelo se corta en fragmentos relativamente pequeños, lo que reduce el riesgo de bloqueo.

[0057] Según una forma de realización, se proporciona un cabezal de corte donde los brazos comprenden quince brocas o más.

[0058] Alternativamente, se proporciona un cabezal de corte donde la distancia entre brocas vecinas es menor que la longitud de una parte saliente de las brocas.

[0059] Según una forma de realización, las brocas pueden girar alrededor de sus ejes de cuerpo.

[0060] Al montar las brocas de manera rotacional, permitiendo que las brocas giren alrededor de sus ejes de cuerpo respectivos, las brocas se auto-afilan, lo que alarga el tiempo de vida útil de las brocas y reduce así el tiempo de inactividad.

[0061] Según un aspecto adicional, se proporciona un navío que comprende un cabezal de corte según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

[0062] Según una forma de realización, el navío es una draga de corte y succión.

Breve descripción de los dibujos

[0063] Ahora se describirán formas de realización, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos donde los símbolos de referencia correspondiente indican partes correspondientes, y en los que:

Fig. 1 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un cabezal de corte según una forma de realización,

Fig. 2 muestra esquemáticamente una vista lateral de un cabezal de corte según una forma de realización,

Fig. 3a y 3b muestran esquemáticamente una vista axial de un cabezal de corte según dos formas de realización,

Fig. 4 muestra esquemáticamente un detalle de un cabezal de corte según una forma de realización, Fig. 5 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un cabezal de corte según una forma de realización alternativa,

Fig. 6a-b muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de un cabezal de corte según una forma de realización adicional, y

Fig. 7 representa esquemáticamente un navío que comprende un cabezal de corte.

[0064] Las figuras solo tienen fines ilustrativos, y no sirven como restricción del alcance o la protección según lo establecido en las reivindicaciones.

Descripción detallada

[0065] Con referencia a las figuras, ahora se describirán formas de realización con más detalle.

[0066] Las figuras 1 y 2 muestran un cabezal de corte 1. En uso, el cabezal de corte 1 girará alrededor de un eje de rotación RA, por ejemplo, mediante un eje de transmisión (no mostrado). El cabezal de corte comprende un anillo de base 10 y un cubo 20, desplazados axialmente entre sí. El cabezal de corte 1 comprende una pluralidad de brazos 30 montados en el anillo de base 10 y el cubo 20. El anillo de base 10 tiene un diámetro D1 que es mayor que el diámetro del cubo D2 (véase, por ejemplo la figura 3a).

[0067] Los brazos comprenden una serie de herramientas de excavación, formadas por brocas 40. Las brocas 40 tienen un eje de cuerpo BA y los extremos de broca 41 son rotacionalmente simétricos con respecto al eje del cuerpo. Las brocas 40 pueden girar libremente de manera que las brocas giran bajo la influencia de las fuerzas de corte. Esto proporciona un efecto de auto-filado de las brocas 40.

[0068] Las brocas 40 se agrupan en grupos que comprenden tres o más bits, estando los extremos de las brocas 41 dentro de un grupo en un segmento de línea LS recta. De esta manera, las brocas 40 forman rastrillos que cortan y rastrillan el material de manera eficiente. Dentro de un rastrillo, las brocas 40 están posicionadas relativamente cerca unas de otras, preferiblemente con una densidad de al menos 8, 10,12 ó 15 brocas por metro.

[0069] Un brazo 30 puede comprender uno o más segmentos de línea LS. En el caso de que estén comprendidos dos o más segmentos de línea LS, los segmentos de línea LS definen un plano de brocas, como es el caso en las formas de realización mostradas.

[0070] las figuras 3a y 3b representan esquemáticamente formas de realización alternativas. Según ambas formas de realización, el uno o más segmentos de línea LS asociados a un brazo 30 forman juntos una línea de broca BL recta cuando se proyectan en un plano de proyección perpendicular al eje de rotación RA. Como se muestra en la figura 3a, las líneas de brocas BL pasan el eje de rotación a una distancia mínima d. Como se muestra en la figura 3b, las líneas de brocas BL atraviesan el eje de rotación. Según la figura 3b, la distancia d = 0, o en la práctica d ~ 0. En general, las líneas de brocas BL tienen una distancia más cercana al eje de rotación R de d, donde 0 < d < 0,2R, donde R es el radio del anillo de base 10 (R = 0,5 * D1).

[0071] La figura 4 representa esquemáticamente una parte de un cabezal de corte 1, mostrando un único brazo 30. Se observa que los brazos 30 se pueden formar con dos o más segmentos de brazo 32. Los brazos 30 pueden comprender placas de guía 33 para guiar el material hacia el interior, por ejemplo hacia un tubo de succión (no mostrado en Fig. 4). Los brazos 30 comprenden además tres soportes de broca alargados y rectos 31, cada soporte de broca sostiene una pluralidad de brocas 40. La figura 4 también muestra que los segmentos de línea LS están en ángulo entre sí en una dirección hacia el eje de rotación RA de manera que los brazos 30 proporcionan un cabezal de corte convexo 1.

[0072] Las formas de realización mostradas en las Figuras 1 a 3b muestran un cabezal de corte 1 que comprende brazos más largos 30 y brazos más cortos o sub-brazos 30'. Se puede posicionar un anillo intermedio 11 entre el anillo de base 10 y el cubo 20, aunque se puede omitir este anillo intermedio 11. La figura 5 representa esquemáticamente una forma de realización sin los brazos más cortos 30'.

[0073] Como se ha descrito anteriormente, se puede definir un plano de brocas BP por brazo 30, que comprende los segmentos de línea LS. En el caso de que estén comprendidos dos o más segmentos de línea LS, el plano de brocas BP se define unívocamente. El plano de brocas BP puede ser paralelo al eje de rotación RA y comprende el eje de rotación RA o puede estar desplazado con respecto al eje de rotación RA. Alternativamente, como se muestra en las figuras 6a - 6b, el plano de brocas BP y el eje de rotación RA pueden estar en un ángulo a, donde 0° < a < 20°, preferiblemente 5° < a < 15°. El ángulo a entre el plano de brocas y el eje de rotación RA se puede definir como 90° - p, donde p es el ángulo entre el eje de rotación RA y la perpendicular al plano de brocas BP que pasa a través de la intersección entre el plano de brocas BP y el eje de rotación RA.

[0074] Las figuras 6a y 6b representan esquemáticamente dos formas de realización, donde el plano de brocas BP se angula en direcciones opuestas con respecto a un plano de brocas BP que sea paralelo al eje de rotación RA (que se muestra punteado).

[0075] La figura 6a muestra un ángulo negativo a, donde la parte del brazo 30 más cercana al cubo 20 se inclina hacia atrás, es decir, en una dirección opuesta a la dirección en la que se dirigen las brocas 40 y la parte del brazo 30 más cercana al anillo de base 10 se inclina hacia adelante, es decir, en la dirección en la que se dirigen las brocas 40.

[0076] La figura 6b muestra un ángulo positivo a, donde la parte del brazo 30 más cercana al cubo 20 se inclina hacia adelante y la parte del brazo 30 más cercana al anillo de base 10 se inclina hacia atrás.

[0077] El ángulo a está preferiblemente en el rango -5° < a < 20° ó más preferiblemente en el rango 5° < a < 15°.

[0078] La figura 7 representa esquemáticamente un navio 100, como una draga de corte y succión que comprende un tubo de succión 101 al que se une un cabezal de corte 1 como se ha descrito anteriormente. El navio comprende además un puntal.

[0079] Basado en lo anterior, está claro que se proporciona así un cabezal de corte 1 para retirar material de un lecho de agua, estando el cabezal de corte 1 dispuesto para girar alrededor de un eje de rotación RA, comprendiendo el cabezal de corte 1 un anillo de base 10 y un cubo 20, estando el anillo de base 10 y el cubo 20 posicionados rotacionalmente simétricos con respecto al eje de rotación RA, el cabezal de corte 1 comprendiendo una pluralidad de brazos 30 que se extienden entre el anillo de base 10 y el cubo 20, comprendiendo los brazos 30 una pluralidad de herramientas de excavación 40, donde las herramientas de excavación se proporcionan por brocas 40 que tienen extremos de broca 41 rotacionalmente simétricos, donde los extremos de broca 41 asociados a un brazo definen un plano de brocas BP. El plano de brocas BP puede ser paralelo y desplazado con respecto al eje de rotación RA o puede ser en un ángulo alfa con respecto al eje de rotación RA.

[0080] También se proporciona un cabezal de corte 1 para retirar material de un lecho de agua, estando el cabezal de corte 1 dispuesto para girar alrededor de un eje de rotación RA, el cabezal de corte 1 comprende un anillo de base 10 y un cubo 20, estando el anillo de base 10 y el cubo 20 posicionados rotacionalmente simétricos con respecto al eje de rotación RA, comprendiendo el cabezal de corte 1 una pluralidad de brazos 30 que se extiende entre el anillo de base 10 y el cubo 20, los brazos 30 comprenden una pluralidad de herramientas de excavación 40, donde las herramientas de excavación se han previsto por brocas 40 que tienen extremos de broca 41 rotacionalmente simétricos, donde los grupos de brocas adyacentes forman un rastrillo.

[0081] Se pueden realizar muchas modificaciones además de las descritas anteriormente en las estructuras y técnicas descritas en este documento sin apartarse del alcance de la invención. Por consiguiente, aunque se han descrito formas de realización específicas, éstas son solo ejemplos y no limitan el alcance de la invención que se establece en la reivindicación independiente 1 con formas de realización específicas adicionales establecidas en las reivindicaciones dependientes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cabezal de corte (1) para retirar material de un lecho de agua, estando dispuesto el cabezal de corte (1) para girar alrededor de un eje de rotación (RA), comprendiendo el cabezal de corte (1) un anillo de base (10) y un cubo (20), estando el anillo de base (10) y el cubo (20) situados de manera rotacionalmente simétrica con respecto al eje de rotación (RA), comprendiendo el cabezal de corte (1) una pluralidad de brazos (30) que se extienden entre el anillo de base (10) y el cubo (20), comprendiendo los brazos (30) una pluralidad de herramientas de excavación (40), donde las herramientas de excavación son proporcionadas por brocas (40) que tienen extremos de broca rotacionalmente simétricos (41), donde los brazos (30) comprenden dos o más grupos de brocas (40), comprendiendo cada grupo tres o más brocas adyacentes (40) cuyos extremos de broca (41) definen un segmento de línea (LS) recta, donde el anillo de base (10) y el cubo (20) se desplazan axialmente con respecto el uno del otro a lo largo del eje de rotación (RA), el cubo (20) se coloca más cerca de un extremo distal del cabezal de corte (1) con respecto al anillo de base (10), donde el anillo de base (10) tiene un primer diámetro (D1) y el cubo (20) tiene un segundo diámetro (D2), siendo el primer diámetro (D1) mayor que el segundo diámetro (D2), y los brazos (30) convergen hacia el eje de rotación (RA) en una dirección desde el anillo de base (10) hasta el cubo (20), donde los ángulos entre los respectivos segmentos de línea (LS) recta y el eje de rotación (RA) aumentan hacia el extremo distal del cabezal de corte (1) y cada segmento de línea está en ángulo hacia el anillo de base (10) del cubo (20).

2. Cabezal de corte según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el uno o más segmentos de línea (LS) asociados a un brazo (30) definen un plano de brocas (BP).

3. Cabezal de corte según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el uno o más segmentos de línea (LS) asociados a un brazo (30) forman juntos una línea de brocas (BL) recta cuando se proyectan en un plano de proyección perpendicular al eje de rotación (RA).

4. Cabezal de corte (1) según la reivindicación 3, donde la línea de brocas (BL) está desplazada (d) con respecto al eje de rotación (RA).

5. Cabezal de corte (1) según la reivindicación 3, donde la línea de brocas (BL) atraviesa el eje de rotación (RA).

6. Cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde los segmentos de línea están en ángulo entre sí en una dirección hacia el eje de rotación (RA) en una dirección desde el anillo de base (10) hasta el cubo (20).

7. Cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, donde el plano de brocas (BP) es paralelo y está desplazado con respecto al eje de rotación (RA).

8. Cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, donde el plano de brocas (BP) y el eje de rotación (RA) se cruzan en un ángulo a, donde -5° < a < 20°, preferiblemente 5° < a < 15°.

9. Cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde los brazos (30) comprenden soportes de broca alargados y rectos (31), estando dispuesto cada soporte de broca (31) para sujetar una pluralidad de brocas (40).

10. Cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el cabezal de corte (1) comprende una pluralidad de sub-brazos (30') y un anillo intermedio (11) situado entre el anillo de base (10) y el cubo (20), comprendiendo los sub-brazos (30') una pluralidad de herramientas de excavación (40), y donde los sub-brazos (30') se extienden entre el anillo de base (10) y el anillo intermedio (11) y son más cortos que los brazos (30) que se extienden entre el anillo de base (10) y el cubo (20).

11. Cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la pluralidad de brazos (30, 30') comprende al menos 8 brocas por metro, preferiblemente al menos 10 brocas por metro, o más preferiblemente al menos 12 ó 15 brocas.

12. Cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el cabezal de corte (1) tiene forma de bola.

13. Cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde las brocas (40) son giratorias alrededor de sus ejes de cuerpo.

14. Navío que comprende un cabezal de corte (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

15. Navío según la reivindicación 14, donde el navío es una draga de corte y succión.