ES2198848T3 - Transportador vibratorio con conductores montados lateralmente. - Google Patents

Abstract

UN MONTAJE DE TRANSPORTADOR VIBRATORIO, INCLUYENDO UNA TOLVA TRANSPORTADORA DE MATERIAL (22), ACCIONADA POR MOVIMIENTO OSCILATORIO QUE LA OTORGA UNA FUERZA, HACIENDO QUE AVANCEN LOS MATERIALES SITUADOS EN LA TOLVA. EL TRANSPORTADOR INCLUYE UNA PLACA CONTINUA Y UNITARIA DE CABALLETE (30) ACOPLADA ALREDEDOR DE LA TOLVA (22), Y PERPENDICULAR A UN EJE LONGITUDINAL DE LA TOLVA. ESTAN ACOPLADOS ACCIONADORES (26A, 26B) A LA PLACA DE CABALLETE (30), QUE OTORGAN LA FUERZA OSCILATORIA A LA TOLVA (22).

Description

Transportador vibratorio con conductores montados lateralmente.

El invento está relacionado con un aparato transportador vibratorio para ser usado en manipulación de material y, más particularmente, a un conjunto de transportador vibratorio que utiliza movimiento oscilante para transportar material a lo largo de un recorrido.

En los Estados Unidos se han usado transportadores vibratorios durante más de un siglo. Sólo durante las últimas décadas, sin embargo, ha habido un uso extensivo de tales transportadores. La aplicación con éxito de varios tipos de transportadores vibratorios en diferentes industrias ha dado lugar a una demanda incluso creciente de tales transportadores.

Los transportadores vibratorios incluyen generalmente una bandeja transportadora de material impulsada por una fuerza vibratoria controlada que imparte una acción de tipo deslizante, saltadora u ondulante al material que ha de ser transportado desde un punto a otro. El generador de fuerza vibratoria puede ser electromagnético, electromecánico, neumático o hidráulico.

Un factor importante que diferencia un transportador vibratorio de equipos convencionales de manipulación de materiales es que el material está ``vivo'' y se mueve independientemente del medio transportador. En cambio, en un transportador convencional de correa o cinta, el material es estático y sólo se mueve el medio transportador.

Se han diseñado una variedad de transportadores vibratorios. Cada diseño tiene generalmente elementos básicos similares: una bandeja en la que se transporta el material, una base que monta el transportador en su sitio y sujeta todos los elementos juntos, un sistema de apoyo de bandeja para dirigir el movimiento de la bandeja y un conjunto de accionamiento, tal como un conjunto de accionamiento excéntrico, que sirve como fuente de movimiento vibratorio controlado aplicado a la bandeja. Muchos diseños incluyen también un sistema reactor de resorte que alternativamente almacena y libera energía en cada final de carrera de la bandeja.

La bandeja es el único componente que entra en contacto con el material que está siendo transportado. Puede ser fabricado de una variedad de materiales con casi cualquier forma y tamaño. La base es principalmente un modo de montar el transportador y usualmente incorpora miembros estructurales de acero. Puede estar diseñada como una estructura elaborada similar a una cercha o puede tener un diseño más simple. La función primaria del sistema de apoyo de bandeja es controlar y dirigir el movimiento de la bandeja.

El conjunto de accionamiento es la fuente de vibración controlada. Puede ser en forma de articulación positiva de conexión directa, articulación positiva de conexión flexible o un conjunto de contrapeso no positivo motorizado.

El sistema de resorte reactor puede incluir muelles helicoidales de acero, tablillas flexibles de cristal o acero, bloques de caucho, toroides circulares de caucho o barras de torsión. La aplicación particular asociada puede hacer un tipo más ventajoso que otro.

En las figuras 1 y 2 se muestra un transportador vibratorio convencional. Dos componentes principales de tal transportador vibratorio incluyen la bandeja 2 y el conjunto de accionamiento. En la figura 2, el conjunto de accionamiento incluye accionadores 4, 4'. Los accionadores 4, 4' están acoplados al costado de la bandeja 2 por medio de un vástago de conexión 5. Los vástagos 5 están soldados típicamente al costado de la bandeja 2 y al accionador 4. El cuerpo del transportador está aislado del suelo u otra superficie de apoyo por aisladores amortiguadores 6, tales como amortiguadores de caucho o muelles. Los accionadores 4, 4' hacen vibrar la bandeja 2 atrás a adelante en la dirección de la flecha 8, de manera que la vibración provoca que piezas sueltas de carga en la bandeja 2 del transportador sean arrojadas y las haga levitar durante un corto periodo de tiempo por encima del fondo de la bandeja 2. Los accionadores 4, 4' están conectados a la bandeja 2 formando un ángulo agudo \alpha con el plano horizontal del fondo de la bandeja. Dentro de cada ciclo de vibración, las piezas dentro del transportador reciben un impulso hacia arriba (función del seno \alpha) y hacia delante (función del cos \alpha) y levitan. La bandeja se mueve entonces hacia abajo (función del -sen \alpha) y hacia atrás (función del -cos \alpha). Por lo tanto, cuando las piezas que levitan caen hacia atrás sobre el fondo de la bandeja 2, realmente se mueven hacia delante en la dirección de la flecha 10. Esto provoca un movimiento continuo de la carga suelta en la bandeja de atrás hacia delante, a lo largo del eje longitudinal de la bandeja 2 hasta que la carga alcanza el extremo de descarga 14 del transportador.

Un accionador típico 4 incluye motores de corriente alterna y dos pesos excéntricos 12a, 12b, montados en extremos opuestos del árbol del motor. El transportador incluye dos accionadores 4 y 4', uno en cada costado lateral de la bandeja 2. Cada accionador está montado formando un ángulo agudo \alpha con la vertical. Los motores proporcionan giro a los pesos excéntricos 12a, 12b, 12a' y 12b' con la misma velocidad de giro \omega. Los pesos 12a y 12b están montados en sus respectivos árboles de motor para girar en una dirección opuesta y desfasada 180º con relación a 12a' y 12b'. Las fuerzas producidas por los pesos giratorios 12a, 12b, 12a' y 12b' se cancelan substancialmente unas a otras a lo largo del eje transversal del transportador y se añaden a lo largo del eje longitudinal del transportador. La fuerza a lo largo del eje longitudinal es responsable de la vibración de la bandeja y el movimiento resultante de trozos sueltos de carga.

Cuando los accionadores giratorios de pesos son usados para proporcionar la fuerza de vibración, se usa un número igual de accionadores en cada lado de la bandeja para eliminar el movimiento transversal del transportador. Como estas fuerzas transversales son de igual magnitud y actúan en sentidos opuestos, no hay desplazamiento neto de la bandeja del transportador en la dirección transversal. Sin embargo, en transportadores convencionales, estas fuerzas transversales generan tensiones destructivas severas en los miembros individuales que componen la estructura del transportador. Para evitar el daño de estas fuerzas a los miembros del transportador, el transportador es construido usando acero pesado de construcción, añadiéndose al tamaño, peso y precio del transportador.

Incluso cuando se usa una construcción de acero pesado, el punto de conexión entre los accionadores 4, 4' y la bandeja 2 es continuamente sometido a tensión debido a las fuerzas generadas por los accionadores individuales. Eventualmente, la conexión de soldadura entre la bandeja 2 y los accionadores 4 ó 4' se fracturará, provocando potencialmente resultados catastróficos. Por lo tanto, es deseable tener un conjunto de transportador vibratorio que resista y maneje mejor las fuerzas transversales y que pueda ser construido más barato, sea más eficiente y más fiable.

Los documentos US3346097 y GB2301075 describen ambos un transportador vibratorio convencional en el que las fuerzas transversales son disipadas por medio de un miembro de tubo o una viga tubular rígida.

De acuerdo con esto, el presente invento proporciona un conjunto de transportador vibratorio que incluye una bandeja, para contener artículos que se han de hacer avanzar en ella; una estructura que soporta dicha bandeja; y uno o más pares de accionadores primero y segundo, estando cada par de accionadores acoplado y montado uno opuesto al otro en costados laterales primero y segundo de dicha bandeja y dispuestos para impartir un movimiento oscilante a la bandeja para provocar que la bandeja se mueva en vaivén, caracterizado porque el conjunto de transportador vibratorio incluye además al menos una placa de apoyo, que es un miembro unitario, que se extiende desde un primer costado lateral de dicha bandeja, alrededor de dicha bandeja, y hasta un segundo costado lateral de dicha bandeja opuesto a dicho primer costado lateral; un primer refuerzo para cada, al menos una, placa de apoyo conectado al primer costado lateral; y un segundo refuerzo para cada, al menos una, placa de apoyo conectada al segundo costado lateral, acoplando los refuerzos primero y segundo, para cada, al menos una, placa de apoyo correspondiente, la placa de apoyo a la bandeja y en la que el primer accionador está montado exclusivamente en cada una de las, al menos una, placas de apoyo próximo al primer refuerzo correspondiente y el segundo accionador está montado exclusivamente en cada una de las, al menos una, placas de apoyo próximo al segundo refuerzo correspondiente, estando los accionadores primero y segundo montados en cada una de las, al menos una, placas de apoyo para impartir fuerzas oscilatorias longitudinales a la bandeja, que son transferidas a la bandeja por medio de los correspondientes refuerzos primero y segundo, mientras que las fuerzas transversales son disipadas por medio de la, al menos una, placa de apoyo.

Una realización preferida del presente invento es un conjunto de transportador vibratorio que incluye una bandeja transportadora de material, una estructura que soporta la bandeja, refuerzos primero y segundo conectados a lados opuestos de la bandeja, una placa de apoyo que se extiende entre los refuerzos, un par de accionadores conectados a la placa de apoyo, uno de los accionadores próximo a cada uno de los refuerzos, en el que los accionadores están montados para impartir un movimiento oscilante a la placa de apoyo, que es transferido a la bandeja por medio de los refuerzos, para provocar que la bandeja se mueva en vaivén.

Para entender mejor el presente invento, se hace referencia a los dibujos que se acompañan. Los dibujos muestran una realización del invento preferida actualmente. Sin embargo, se ha de entender que el invento no está limitado a los medios y las disposiciones precisas mostrados en los dibujos.

La figura 1 es una vista lateral que ilustra un transportador vibratorio convencional acorde con al técnica anterior.

La figura 2 es una vista de extremo del transportador vibratorio convencional mostrado en la figura 1.

La figura 3 es una vista lateral que ilustra una realización de un transportador vibratorio acorde con el invento.

La figura 4 es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas 4-4 de la figura 3.

La figura 5 es una vista isométrica que ilustra el presente invento, como se muestra en la figura 3, que incluye una vista descompuesta de los accionadores y la placa de apoyo.

La figura 6 es una vista en sección a lo largo de las líneas 6-6 de la figura 3.

Haciendo referencia ahora a los dibujos, en los que elementos similares están identificados por números similares, en las figuras 3 y 4 se muestra una realización preferida de un conjunto de transportador vibratorio designado por el número 20.

El transportador incluye una bandeja o cubeta 22 y dos accionadores 26a y 26b, cada uno montado a cada costado lateral de la bandeja 22. La bandeja 22 puede estar apoyada por aisladores (resortes) que permiten el movimiento de la bandeja 22. Los accionadores 26a y 26b están montados con relación a la bandeja 22 con un ángulo seleccionado (ángulo de ataque). El movimiento resultante del transportador es con este ángulo y provoca que el material se mueva hacia abajo por el transportador. El material es lanzado realmente una distancia muy corta cada vez que el transportador se mueve atrás y adelante. La distancia total que el transportador se mueve atrás y adelante es conocida como la amplitud.

Cada accionador 26a y 26b incluye un motor 27a y 27b, respectivamente. Los motores 27a, 27b tienen árboles de salida que se extienden desde extremos opuestos. Sujeto a cada árbol de salida hay un peso descentrado. Los motores 27a, 27b giran en sentidos opuestos y están desfasados 180 grados uno con relación al otro. Cuando los motores 27a, 27b giran, la fuerza centrífuga resultante provoca que el transportador 20 se mueva atrás y adelante en un movimiento oscilante. Cuando el motor gira, se genera una fuerza centrífuga debido al peso localizado fuera del centro del árbol del motor. Si sólo se usara un motor, el transportador se movería con un movimiento circular. Usando dos motores, que giran en sentidos opuestos y desfasados, el movimiento del transportador se convierte en lineal. Esto sucede porque las fuerzas generadas desde los motores, que de otra forma moverían el transportador transversalmente, se aplican siempre en sentidos iguales y opuestos. La fuerza transversal de cada motor es cancelada por tanto por la fuerza transversal del otro motor. Sin embargo, las fuerzas hacia delante y hacia atrás están siempre en fase y provocan por tanto que el transportador se mueva hacia delante y hacia atrás. El conjunto de motor y peso se conoce también como un motor peso inerte o agitador.

El ángulo de ataque del transportador afecta al flujo de material. A 45 grados, la relación de descarga y velocidad del material (kg/h (lb/hr)) será la más grande. Funcionar a ángulos menores de 45º provoca que el material se extienda más y da lugar a una relación de flujo más uniforme y estable. Cuando se usan ángulos mayores de 45 grados, el material tiende a moverse a lo largo en pequeños montones. Esto da lugar a que la relación de descarga se haga menos uniforme. Además, a mayor ángulo se crea mayor ruido.

La estructura del transportador está diseñada para resistir las fuerzas generadas por los accionadores. Esto incluye las fuerzas hacia delante y hacia atrás además de las fuerzas transversales. El presente invento usa una sola placa de apoyo en la que están montados ambos motores agitadores. Con este diseño, las fuerzas transversales de un motor son canceladas por las fuerzas transversales del otro motor, por medio de la placa de apoyo. Debido a esto, no se transmiten fuerzas transversales a través de las soldaduras que conectan los accionadores a la bandeja. Las fuerzas hacia delante y hacia atrás son transmitidas desde la placa de apoyo a la bandeja del transportador usando refuerzos grandes. Aunque estos refuerzos están soldados a la placa de apoyo y la bandeja, el sistema permite usar una soldadura grande.

El conjunto 20 tiene un extremo de alimentación 26 para recibir material y un extremo de descarga 28 para entregar el material a un sitio en particular. Un par de accionadores 26a, 26b están acoplados a una placa de apoyo continua 30 por ménsulas 32 y 34, respectivamente. Cada uno de los accionadores 26a, 26b incluyen motores 27a, 27b, respectivamente. Extendiéndose de cada extremo de cada motor 27a, 27b, hay un árbol de salida 28a, 29a, 28b, 29b. Sujeto a cada árbol de salida 28a, 29a, 28b, 29b hay un peso descentrado 30a, 31a, 30b, 31b, respectivamente. Los pesos 30a y 31a giran a la misma velocidad rotacional \omega que los pesos 30b y 31b pero en una dirección opuesta y desfasada 180º. Debido a esta disposición, la fuerza transversal creada por el accionador 26a está descentrada por la fuerza transversal creada por el accionador 26b.

Los accionadores 26a, 26b están acoplados a la placa de apoyo 30 por ménsulas 32 y 34, respectivamente. La placa de apoyo 30 está acoplada a refuerzos 40 y 42. Los refuerzos 40 y 42 están soldados a su vez a la bandeja 22. La orientación de los accionadores 26a y 26b y la relación de los respectivos pesos es tal que las fuerzas transversales de los motores individuales se cancelan unas a otras afuera.

La colocación de la placa de apoyo 30 en la bandeja y la correspondiente colocación de los accionadores deben ser seleccionadas para el movimiento óptimo del material.

La realización preferida de las figuras 3 y 5 proporciona un sistema accionador de transportador que imparte un movimiento oscilante predominantemente lineal al transportador con un ángulo de ataque seleccionado (también conocido como ángulo de carrera). El movimiento lineal provocará que el material del transportador sea lanzado distancias cortas y, por lo tanto, se mueva hacia abajo por el transportador. Para proporcionar el movimiento lineal, la línea de acción debe pasar a través del centro de gravedad del transportador. De otra forma, el movimiento del transportador no será lineal.

Los parámetros para el accionador deben ser determinados basándose en

E\cdot R=\frac{X\cdot M}{2}

En donde E es la masa del peso excéntrico, R es el radio de desviación del peso excéntrico; X es la carrera (desplazamiento total de punta a punta que sucede en cada ciclo de funcionamiento del transportador) y M es la masa de la bandeja 2 del transportador. Típicamente, se desea una carrera de 0,625 cm (1/4'').

El ángulo de ataque o ángulo de carrera \alpha afecta también al flujo de material hacia abajo por el transportador. El ángulo con el que están montados los motores del accionador con relación al plano horizontal es el ángulo de carrera. El movimiento resultante del transportador será con este ángulo. A 45º se obtendrá la mayor velocidad de material.

Además, el uso de la placa de apoyo 30 elimina la necesidad de montar los accionadores directamente en la bandeja, como por ejemplo por medio de soldadura. Las fuerzas transversales creadas por el motor individual son disipadas a través de la placa de apoyo 30 en vez de las soldaduras de los sistemas de la técnica anterior. Debido a la orientación y construcción unitaria de la placa de apoyo 30, cualquier fuerza transversal tiene menos de un efecto en la conexión entre el accionador individual 4 ó 4' y la bandeja 2.

Todas fuerzas hacia delante y hacia atrás son transmitidas desde el accionador 26a y 26b a través de la placa de apoyo 30 a la placa 22 del transportador por medio de refuerzos 40 y 42. Aunque los refuerzos 40 y 42 están soldados a la placa de apoyo 30 y la bandeja 22, esta disposición permite usar una soldadura grande. Las fuerzas vibratorias que aparecen entre la placa de apoyo 30 y los refuerzos 40, 42 son relativamente pequeñas porque la bandeja 22 se mueve longitudinalmente y por lo tanto no provocarán daño al sistema.

El presente invento puede ser realizado en otras formas variantes en las que la variación no se diferencia substancialmente de la novedad esencial y la singularidad reveladas en la descripción anterior. Por lo tanto, se debe hacer más referencia a las reivindicaciones adjuntas que a la descripción anterior, ya que indican el alcance del invento. Debe entenderse que se pueden hacer muchas modificaciones, variaciones y cambios sin apartarse del espíritu y alcance del invento, tal y como se define en las reivindicaciones.

Claims (8)

1. Un conjunto de transportador vibratorio (20) que incluye una bandeja (22) para contener artículos que se han de hacer avanzar en ella; una estructura que soporta dicha bandeja (22); y uno o más pares de accionadores primero (26a) y segundo (26b), estando cada par de accionadores (26a, 26b) acoplado y montado uno opuesto a otro en costados laterales primero y segundo de dicha bandeja (22) y dispuestos para impartir un movimiento oscilante a la bandeja (22) para provocar que la bandeja se mueva en vaivén,

caracterizado porque el conjunto de transportador vibratorio incluye además al menos una placa de apoyo (30) que es un miembro unitario que se extiende desde un primer costado lateral de dicha bandeja (22), alrededor de dicha bandeja, y hasta un segundo costado lateral de dicha bandeja (22) opuesto a dicho primer costado lateral; un primer refuerzo (40) para cada una de la al menos una placa de apoyo (30) conectado al primer costado lateral, y un segundo refuerzo (42) para cada una de la al menos una placa de apoyo (30) conectado al segundo costado lateral, acoplando el refuerzo primero y segundo (40, 42), para cada, al menos una, placa de apoyo correspondiente (30), la placa de apoyo (30) a la bandeja (22), y en el que el primer accionador (26a) está montado exclusivamente en cada una de la al menos una placa de apoyo (30) próximo al correspondiente primer refuerzo (40) y el segundo accionador (26b) está montado exclusivamente en cada una de la al menos una placa de apoyo (30) próximo al correspondiente segundo refuerzo (42), estando los accionadores primero y segundo (26a, 26b) montados en cada una de las, al menos una, placas de apoyo (30) para impartir fuerzas oscilatorias longitudinales a la bandeja (22), que son transferidas a la bandeja (22) por medio de los refuerzos correspondientes primero y segundo (40, 42) mientras que las fuerzas transversales son disipadas por medio de la al menos una placa de apoyo (30).

2. Un conjunto de transportador vibratorio según la reivindicación 1, en el que cada uno de dichos accionadores primero y segundo (26a, 26b) incluye un motor (27a, 27b) que tiene un árbol de salida (28a, 29a, 28b, 29b) que se extiende axialmente en dos extremos opuestos de dicho motor (27a, 27b) a lo largo de su eje longitudinal; y un peso excéntrico (30a, 31a, 30b, 31b) acoplado a dicho árbol de salida (28a, 29a, 28b, 29b), en el que el primer motor (27a) de accionador y el segundo motor (27b) de accionador giran con la misma velocidad rotacional pero en sentidos opuestos y los pesos (30a, 31a) acoplados al primer motor (27a) de accionador y los pesos (30b, 31b) acoplados al segundo motor (27b) de accionador están desfasados 180º uno con relación al otro.

3. Un conjunto de transportador vibratorio según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la placa de apoyo (30) es un miembro unitario que se extiende a lo largo de un primer costado lateral de la bandeja (22), por debajo de la bandeja, y a lo largo de un segundo costado lateral de la bandeja (22) opuesto a dicho primer costado lateral.

4. Un conjunto de transportador vibratorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los accionadores (26a, 26b) están conectados a la placa de apoyo (30) mediante ménsulas (32, 34).

5. Un conjunto de transportador vibratorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los refuerzos (40, 42) están orientados con un ángulo agudo respecto un plano transversal al eje longitudinal de la bandeja (22).

6. Un conjunto de transportador vibratorio según la reivindicación 5, en el que el ángulo agudo es de 45º.

7. Un conjunto de transportador vibratorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una componente de fuerza generada por los accionadores (26a, 26b) paralela al eje longitudinal de la bandeja (22) actúa substancialmente a lo largo de una línea que cruza el centro de gravedad del conjunto (20) de transportador.

8. Un conjunto de transportador vibratorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los refuerzos (40, 42) están soldados a la bandeja (22).