PT833692E - Maquina trituradora de vibracao com cone - Google Patents

Description

-1 - 23361.2 DESCRIÇÃO "MÁQUINA TRITURADORA DE VIBRAÇÃO, COM CONE" A presente invenção diz respeito a máquinas trituradoras de vibração com cone, nas quais a matéria é triturada entre um cone e um anel tronco-cónico envolvendo o cone, sendo verticais os eixos do anel e do cone, e que integram uma estrutura anelar comportando o referido anel, que está preso na abertura central da estrutura, e um dispositivo destinado a gerar vibrações circulares num plano horizontal, um suporte para o cone, e diversas barras de ligação entre a estrutura e o suporte do cone, em que as ligações entre as extremidades das barras e a estrutura, ou entre estas e o suporte do cone, foram concebidas para permitir movimentação horizontal relativa, respectivamente da estrutura, ou do suporte do cone; o conjunto constituído pela estrutura, os órgãos que ela suporta, o cone e o seu suporte, assenta sobre uma bancada ou sobre o solo, por intermédio de apoios elásticos: molas ou blocos de amortecedores em borracha.

Verificou-se que nestas máquinas trituradoras o dispositivo gerador de vibrações, constituído por exemplo por veios de excêntricos com eixo vertical, provoca não apenas as vibrações horizontais da estrutura comportando o anel e o suporte do cone, assim que a máquina trituradora começa a trabalhar, mas também vibrações verticais cuja amplitude aumenta do centro para a periferia da máquina trituradora. Esta vibrações verticais têm como consequências indesejáveis, a modificação do escoamento dos materiais na câmara de trituração e a produção de tensões prejudiciais ao comportamento mecânico das peças da máquina trituradora, e sendo estas tensões devidas às acelerações verticais, elas serão tanto mais importantes quanto maior for a máquina trituradora; estas vibrações verticais podem também ser transmitidas à bancada ou às fundações, o que é preocupante e -2-

nalguns casos até mesmo perigoso. Estas vibrações tomam ainda o processo instável (pulsações de baixa frequência do caudal circulante e da potência absorvida) por efeito da interligação entre o escoamento dos materiais na câmara e as vibrações verticais. O objectivo da presente invenção é o de eliminar estes inconvenientes, ao suprimir ou pelo menos reduzir de forma sensível, as vibrações verticais que perturbam o funcionamento destas máquinas trituradoras. A máquina trituradora que é objecto da presente invenção é caracterizada por o centro de gravidade do conjunto constituído pela estrutura e pelos órgãos que ela suporta, e o centro de gravidade do cone e do seu suporte, se encontrarem no interior de uma esfera fictícia centrada no ponto definido pela intersecção do eixo vertical do cone, com o plano onde actuam as forças vibratórias, quando o aparelho está em descanso, tendo esta esfera um diâmetro igual a 15% do diâmetro máximo do cone. Ao concretizar esta condição, evita-se a provocação de pancadas oscilatórias sobre a estrutura que comporta o anel e sobre o suporte do cone, pancadas essas que originam as vibrações verticais.

De acordo com uma configuração preferencial, a estrutura inclui uma saia envolvendo o suporte do cone e possuindo eventualmente calços, e uma cobertura pesada que é fixada sobre o cume do cone. Os apoios elásticos que suportam a máquina trituradora podem ser entrepostos entre a parte de baixo da saia e a bancada ou as fundações, sendo o suporte do cone suspenso da estrutura por meio de barras. Podem ser colocados outros apoios elásticos entre a saia e o suporte do cone, ou entre este último e a bancada ou as fundações.

Como variante, os apoios elásticos que suportam a máquina trituradora podem ser colocados entre o suporte do cone e a bancada ou as -3- fimdações, sendo colocados outros apoios elásticos entre a saia e o suporte do cone. O cone está montado, com possibilidade de rotação, sobre um veio vertical encaixado no seu suporte. Para permitir a regulação em altura do cone, este pode ser montado com possibilidade de rotação, por intermédio de chumaceiras, sobre uma manga colocada sobre o veio, de modo a poder deslizar ao longo deste. De preferência o veio e a manga ficarão encostados, existindo uma câmara anelar estanque entre as duas superfícies de encosto, e um canal perfurado no veio permitirá a passagem de um líquido sob pressão para o interior desta câmara, para elevar o cone, ou a remoção deste líquido, para baixar o cone. A estrutura pode ser constituída por uma cuba sem fundo, na qual o anel é mantido por meios adequados, e que possui um assento anelar sobre o qual está montado o dispositivo gerador de vibrações, estando a saia presa ao bordo do assento, pela sua extremidade superior. Haverá vantagem em que o dispositivo gerador de vibrações seja constituído por veios de excêntricos com eixo vertical, montados sobre o referido assento, em que cada veio comporta duas peças excêntricas dispostas de um lado e do outro do assento, de tal maneira que as forças vibratórias produzidas pela rotação dos veios, se situem num plano horizontal coincidente com o plano médio do assento, ou próximo dele. A estrutura poderá incluir um dispositivo para desfasamento constituído por um macaco hidráulico rotativo cujo corpo, ou cujo elemento rotativo, será directamente acoplado a um dos veios de excêntricos, enquanto pelo menos um outro veio de excêntricos será acoplado respectivamente ao elemento rotativo, ou ao corpo, do macaco hidráulico, por uma transmissão com roldanas e correia. A descrição seguinte refere-se aos desenhos anexos que mostram, a título de exemplo não limitativo, uma configuração da invenção e para os quais: -4-

A figura 1 é uma vista em corte vertical duma máquina trituradora de vibração com cone, realizada em conformidade com a invenção; e A figura 2 é uma vista em corte de um macaco hidráulico rotativo, que constitui o dispositivo de desfasamento do sistema gerador de vibrações. A máquina trituradora representada na figura 1 compreende uma estrutura 10, constituída por uma cuba sem fundo 12, de secção circular e eixo vertical, equipada com um assento 14 e com uma saia 16 presa ao bordo do assento, por baixo dele. A saia assenta sobre as fundações por intermédio de blocos amortecedores em borracha 18, que suportam a máquina trituradora. Podem ser instalados calços 79, debaixo da saia.

Um anel 22 está montado de modo coaxial no interior da cuba. Ele constitui uma peça de desgaste, intermutável, que é mantido na cuba através de uma argola e parafusos com porca. O elemento 24, chamado “cone”, que trabalha em conjunto com o anel 22, é de facto constituído por uma peça de desgaste 28, cuja forma genérica é a de um tronco de cone com inclinação variável, montada sobre um suporte 30 com a mesma forma e mantida sobre este último por uma argola e parafusos; por cima do cone é sobreposta uma cobertura 32. O cone está montado sobre uma manga de secção variável 34 através de chumaceiras de rolamento, de forma a poder rodar livremente à volta do seu eixo. A manga é por sua vez montada, com possibilidade de deslizamento, sobre um veio de secção variável 38. O eixo vertical comum ao cone, à manga e ao veio coincide com o eixo do anel 22, quando a máquina trituradora está em repouso. São colocadas juntas estanques entre a manga e o veio, por cima e

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por baixo das superfícies de encosto, de modo a constituir uma câmara estanque entre estas duas. Um canal 42, perfurado no veio, permite comunicar esta câmara a uma fonte de líquido sob pressão. Ao admitir líquido na câmara, ou ao retirá-lo, altera-se a altura da posição do cone relativamente ao anel, e consequentemente a granulometria do produto triturado. O suporte 44 do cone é constituído por um cubo de roda 46 no qual o veio 38 está encaixado e uma virola 48 ligada ao cubo de roda por nervuras verticais 50; o espaço definido entre o cubo de roda e a virola permite a evacuação do material triturado. Este suporte está suspenso na estrutura 10 por intermédio de barras ou tirantes 52, cujas extremidades são ligadas por articulações ao assento 14 da estrutura e a uma plataforma anelar 54, solidária com a virola 48. Apenas se representou um tirante no desenho, mas é evidente que a máquina trituradora comporta diversos tirantes, por exemplo quatro, distribuídos de modo equidistante em redor do eixo da máquina trituradora . A plataforma 54 está por seu lado ligada à saia 16, por blocos amortecedores em borracha 55, que tomam sobre si pelo menos uma parte do peso do cone e do seu suporte. A estanqueidade entre a estrutura 10 e o suporte do cone 44, é garantida por um aro metálico 51 e uma junta deformável 53. A estanqueidade entre o suporte 44 e a manga 34 é assegurada por uma junta deformável 57. O dispositivo gerador de vibrações na máquina trituradora é constituído por vários veios de excêntricos verticais 56 montados sobre a estrutura 10; apenas um de entre eles aparece representado no desenho. Cada veio 56 é montado sobre o assento 14 por intermédio de chumaceiras de rolamentos, e comporta duas peças excêntricas 58, dispostas de um e do outro lado do assento; graças a esta disposição as forças exercidas pelas peças excêntricas sobre a estrutura 10, assim que os veios 56 começam a rodar, situam-se num plano horizontal P-P que está muito próximo do plano médio do assento, podendo até -6-

coincidir com ele.

Um dos veios de excêntricos está acoplado, por meio de uma extensão articulada (“cardan”) dupla, a um veio motor 60; os outros veios de excêntricos são postos em movimento, a partir do primeiro, por um sistema de transmissão mecânica com roldanas e correias, no qual está incorporado um dispositivo de desfasamento que permite controlar o desvio angular de um grupo de veios de excêntricos em relação aos outros, com o fim de modificar a amplitude da resultante das forças centrífugas criadas pela rotação dos veios de excêntricos. Um destes sistemas está descrito nos documentos FR-A-2 687 080 e WO-A-9 421 380.

Numa configuração descrita a título de exemplo, a máquina trituradora comporta quatro veios de excêntricos verticais dispostos nos vértices de um quadrado, como é referido no documento WO-A-9 421 380. O veio de excêntricos que está diagonalmente oposto ao veio de excêntricos 56, directamente acoplado ao veio motor 60, é posto em rotação por meio duma correia 63 que passa por roldanas 64 enchavetadas sobre estes dois veios de excêntricos e por roldanas de transmissão, montadas com rotação livre sobre os dois outros veios de excêntricos. Estes dois últimos veios são postos em rotação por meio duma segunda correia 65, passando sobre duas roldanas enchavetadas nestes veios de excêntricos, sobre uma roldana 66 enchavetada numa manga 67 solidária com o corpo de um macaco hidráulico rotativo 68 montado por cima do veio 56, e sobre uma roldana de transmissão, montada com rotação livre sobre o quarto veio de excêntricos. O macaco hidráulico rotativo representado na figura 2, comporta um corpo cilíndrico 69 fechado nas suas extremidades por tampas 70 e 71. Um veio 72 está colocado de forma coaxial no corpo do macaco hidráulico; este veio atravessa a tampa 70, na qual está montado por intermédio de uma chumaceira que é capaz de absorver os esforços axiais aos quais o veio pode ser submetido, para impedir os -7-

2ΑΛ'' seus deslocamentos axiais em relação ao corpo do macaco hidráulico.

Um casquilho 73 é enchavetado neste veio. Um êmbolo 74 é montado no corpo do macaco hidráulico; ele integra uma saia colocada entre a parede do corpo do macaco hidráulico e o casquilho 73. Um rodízio 75, montado sobre um eixo fixado no corpo do macaco hidráulico, entra numa ranhura helicoidal 76 maquinada sobre o êmbolo, de tal forma que qualquer deslocação axial do êmbolo no corpo do macaco hidráulico é acompanhada por uma rotação do êmbolo, relativamente a este corpo. Da mesma forma, um rodízio 77, montado sobre um eixo fixado na saia do êmbolo, é colocado numa ranhura helicoidal 78 maquinada no casquilho, de tal forma que qualquer deslocação axial do êmbolo no corpo do macaco hidráulico provoca a rotação do veio 72. Os sentidos das ranhuras 76 e 78 são escolhidos de modo que a rotação do êmbolo se junte à do veio. Ao admitir um' fluido sob pressão numa, ou na outra, das câmaras do macaco hidráulico, é então provocada a rotação do veio 72 num, ou no outro sentido, em relação ao corpo do macaco hidráulico. São montadas juntas estanques sobre o êmbolo e sobre o veio, no seu atravessamento da tampa 70.

Em vez de utilizar um rodízio e uma ranhura helicoidal para transformar os movimentos de translação do êmbolo em movimentos de rotação, poder-se-iam maquinar sobre o êmbolo e o veio dentes helicoidais que engrenassem em coroas dentadas presas no corpo do macaco hidráulico e na saia do êmbolo, respectivamente. O corpo do macaco hidráulico é preso à manga 67 e a extremidade exterior do veio é encaixada num entalhe do veio 56 e enchavetada sobre ele. O macaco hidráulico é alimentado com óleo sob pressão por intermédio de uma articulação rotativa e através de uma válvula de três vias que -8-

permite alimentar uma ou outra das suas câmaras, para fazer rodar o veio 72 num sentido ou no outro, e isolar as duas câmaras, aí mantendo o óleo sob pressão, para impedir qualquer rotação do veio em relação ao corpo do macaco hidráulico, mantendo-o solidário com este corpo.

Em funcionamento, estando a válvula na posição de encravamento (câmaras do macaco hidráulico isoladas), todas os veios de excêntricos são postos em rotação à mesma velocidade, e a amplitude da força de vibração resultante depende das posições angulares relativas dos veios de excêntricos. Para alterar esta amplitude comanda-se, com o auxílio da válvula, a rotação do veio 72 do macaco hidráulico, o que vai provocar uma rotação relativa dos dois veios de excêntricos de um grupo, em relação aos do outro; esta regulação pode ser realizada com a máquina em funcionamento

Uma tremonha de alimentação 62 é presa sobre a cuba 12.

As diferentes peças da máquina trituradora são dimensionadas para que o centro de gravidade do conjunto constituído pela estrutura 10 e os órgãos que ela suporta, nomeadamente o anel 22 e os veios de excêntricos 56, e o centro de gravidade do cone 24 e do seu suporte 44, estejam no plano P-P das forças vibratórias, ou muito próximos deste plano. É principalmente a escolha conveniente das dimensões e da massa da saia 16, dos calços 79 e da cobertura 32, que vai permitir satisfazer esta condição. De uma forma mais precisa, estes centros de gravidade ficam no interior de uma esfera virtual centrada no ponto O, definido pela intersecção do eixo vertical do cone com o plano P-P, quando o aparelho está em repouso, e cujo diâmetro é igual a 15 % do diâmetro máximo D do cone, qualquer que seja a condição de funcionamento da máquina trituradora. Como foi anteriormente explicado, esta disposição permite eliminar as pancadas oscilatórias e, consequentemente, as vibrações verticais. Deve-se notar que o diâmetro máximo " 9 - D se refere à parte útil do cone, ou seja, a parte que é efectivamente utilizada para a trituração. Como se vê na figura 1, o cone pode ser prolongado para baixo, através de uma zona com diâmetro superior a D, que não deve ser tomada em consideração.

Poder-se-iam adoptar outras soluções para apoiar a máquina trituradora. Podia-se por exemplo fazer assentar o suporte do cone sobre o solo ou sobre as fundações, por intermédio de bloco amortecedores elásticos, ficando a estrutura e a sua carga directamente assentes no solo ou nas fundações, como na configuração descrita anteriormente, ou assentes no suporte do cone, através de blocos análogos aos blocos 18 ou 55.

Lisboa, 19 de Junho de 2001

LUIS SILVA CARVALHO Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VtCTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims (10)

1. -1 - REIVINDICAÇÕES 1. Máquina trituradora de vibração com cone, na qual a matéria é triturada entre um cone (24) e um anel (22) envolvendo o cone (24), sendo verticais os eixos do cone (24) e do anel (22), e que integra uma estrutura (10) anelar comportando o referido anel (22), e um dispositivo (56-58) destinado a gerar vibrações circulares num plano horizontal, um suporte (44) para o cone (24), e diversas barras (52) que fazem a ligação entre a estrutura (10) e o suporte (44) do cone, em que as ligações entre as extremidades das barras (52) e a estrutura (10), ou entre estas e o suporte do cone (44), foram concebidas para permitir movimentação horizontal relativa, respectivamente da estrutura (10), ou do suporte (44), assentando o conjunto da máquina trituradora sobre o solo ou sobre fundações, por intermédio de apoios elásticos (18), caracterizada por o centro de gravidade da estrutura (10) anelar comportando o referido anel (22) e o dispositivo (56-58) gerador de vibrações, e o centro de gravidade do cone (24) e do seu suporte (44), se encontrarem no interior de uma esfera cujo centro (O) está localizado no ponto definido pela intersecção do eixo do cone, com o plano (P-P) das forças vibratórias, quando o aparelho está em repouso, e cujo diâmetro é igual a 15% do diâmetro máximo (D) do cone
2. 2. Máquina trituradora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a estrutura (10) incluir uma saia (16) envolvendo o suporte (44) do cone (24), e por os referidos apoios elásticos (18) estarem colocados entre a parte de baixo da saia e o solo ou as fundações.
3. 3. Máquina trituradora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a estrutura (10) incluir uma saia (16) envolvendo o suporte (44) do cone (24), e por os referidos apoios elásticos estarem colocados entre este -2-

   suporte e o solo ou as fundações.
4. 4. Máquina trituradora de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada por haver outros apoios elásticos (55) ligando o suporte (44) do cone (24) à saia (16).
5. 5. Máquina trituradora de acordo com qualquer das precedentes reivindicações, caracterizada pela existência de uma cobertura pesada (32) que é fixada sobre o cume do cone (24).
6. 6. Máquina trituradora de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada por a saia ser provida com calços.
7. 7. Máquina trituradora de acordo com qualquer das precedentes reivindicações, para a qual o cone (24) está montado, com possibilidade de rotação, sobre um veio vertical (38) fixado sobre o suporte (44), caracterizada por o cone estar montado, por intermédio de chumaceiras, sobre uma manga de secção variável (34), que pode deslizar neste veio (38), possuindo o próprio veio uma correspondente variação de secção, de modo que se forma uma câmara estanque (40) no interior da manga, entre as superfícies de encosto do veio e da manga, e onde um canal (42) é perfurado no veio, para alimentar a mencionada câmara com um líquido sob pressão.
8. 8. Máquina trituradora de acordo com qualquer das precedentes reivindicações, caracterizada por a estrutura (10) ser constituída por uma cuba sem fundo (12), na qual o anel (22) está fixado, e que possui um assento (14) sobre o qual está montado o dispositivo gerador de vibrações (56-58), e por uma saia presa ao bordo do assento, pela sua extremidade superior. -3-
9. 9. Máquina trituradora de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por o dispositivo gerador de vibrações ser constituído por veios de excêntricos com eixo vertical (56), em que cada veio comporta duas peças excêntricas (58) dispostas de um e do outro lado do plano do assento, de tal maneira que as forças vibratórias produzidas pela rotação dos veios, se situem num plano horizontal (P-P) coincidente com o plano médio do assento.
10. 10. Máquina trituradora de acordo com qualquer das precedentes reivindicações, para a qual o dispositivo gerador de vibrações é constituído por veios de excêntricos com eixo vertical acoplados uns aos outros e a um motor por um sistema de transmissão mecânica, no qual está integrado um dispositivo para desfasamento, caracterizada por o dispositivo para desfasamento ser constituído por um macaco hidráulico rotativo (68) cujo corpo, ou cujo elemento rotativo, está directamente acoplado a um dos veios de excêntricos, enquanto que pelo menos um outro veio de excêntricos está acoplado respectivamente ao elemento rotativo, ou ao corpo do macaco hidráulico, por uma transmissão com roldanas e correia. Lisboa, 19 de Junho de 2001 LUIS SILVA CARVALHO Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VíCTOR CORDON, 14 1200 LISBOA