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| Los Reclamos [1] Planta Dosificadora y Mezcladora para concreto que dosifica por peso los agregados y el cemento en tolvas todas independientes y cuya configuración permite alimentar un tornillo sinfín mezclador que mezcla los ingredientes ya pesados. [2] Planta Dosificadora y Mezcladora para concreto que hace referencia a la reivindicación número uno, caracterizada por una tolva de paso que recibe por gravedad los agregados después de ser pesados y que los enfoca al inicio de un tornillo sinfín mezclador. [3] Planta Dosificadora y Mezcladora para concreto que hace referencia a la reivindicación número uno, caracterizada por una tolva de paso que recibe por gravedad el cemento después de ser pesado y que lo enfoca en un tornillo sinfín transportador. [4] Planta Dosificadora y Mezcladora para concreto que hace referencia a la reivindicación número uno, caracterizada por un tornillo transportador de cemento que traslada el cemento desde la tolva de paso del cemento al inicio del tornillo sinfín mezclador y un tornillo sinfín que mezcla todos los ingredientes. [5] Planta Dosificadora y Mezcladora para concreto que hace referencia a la reivindicación número uno, caracterizada por funcionar de manera manual por medio de mandos hidráulicos y actuadores neumáticos ó de manera automática en cuyo caso todas las funciones las controla un PLC. |
Planta móvil y mezclador para concreto
El Campo Técnico
[1] La presente invención relaciona de manera general una planta para concreto. Más particularmente una planta para concreto que dosifica por peso los agregados y el cemento y mezcla los mismos en un tornillo sinfín mezclador para producir la mezcla lista de concreto. El Arte del Fondo
[2] El concreto es el material mas usado en la construcción. Es usual que el concreto se prepare en locaciones centrales de mezcla y se transporte al sitio de la obra en camiones mezcladores, con algunos inconvenientes como distancias, periodos de tiempos y costos de transporte. Para solucionar estos inconvenientes se ha propuesto que el proceso se realice en la obra con una planta para concreto móvil. Dependiendo del tamaño de la obra y las necesidades de concreto se escoge el tamaño de la planta y su rendimiento. La normatividad que regula la producción de concreto exige que todos los ingredientes se pesen antes de la mezcla para asegurar la calidad, las propiedades del concreto, por lo que el proceso se hace de manera discontinua para dar tiempo al pesaje y cada ingrediente es pesado en tolvas soportas en celdas de carga que a través de un indicador visual muestran el peso de cada material. Posteriormente se alimentan por medio de bandas transportadoras a un camión mezclador o a una mezcladora planetaria y se traslada al sitio de colocación del concreto. La otra alternativa que existe es dosificar volumétricamente los ingredientes ya sea rasando un volumen conocido o regulando un caudal y mezclarlos en un tornillo sinfín mezclador para suministrar la mezcla ya lista, esta ultima se conoce como mezcladores volumétricos. El Problema Técnico
[3] El principal problema es tener por separado la planta que dosifica por peso y el mezclador, lo que exige que la estructuras sean usualmente grandes y altas para poder alimentar un camión mezclador, usualmente es necesario una banda transportadora, mayor espacio para maniobrar, mayores requerimientos de energía y mayores recursos, inversión e infraestructura. El método alterno de dosificar por volumen y mezclar en la misma estructura en un tornillo sinfín mezclador en las llamadas mezcladoras volumétricas no cumple con la normatividad esencial de dosificar por peso los ingredientes. La Solución Técnica
[4] La solución que relaciona esta patente es:
[5] Combinar el sistema de pesaje representado en tolvas independientes con celdas de carga para cada material, con el sistema mezclador representado en un tornillo sinfín mezclador (figura 1 y 2) .
[6] Combinar las tolvas de pesaje independientes de los agregados con una tolva adicional ubicada en la parte inferior de las tolvas de pesaje que permite el almacenaje temporal y enfoca los agregados ya pesados en el inicio del tornillo sinfín mezclador.
[7] Combinar la tolva de pesaje del cemento con una tolva adicional ubicada en la parte inferior de la tolva de pesaje que permite el almacenaje temporal y posterior traslado del cemento por medio de un tornillo sinfín transportador al inicio del tornillo sinfín mezclador para asegurar una mezcla homogénea.
[8] La principal ventaja esta en cumplir con la normatividad de pesar los ingredientes y estar produciendo la mezcla lista con la misma maquina.
[9] Otra ventaja es que se puede dimensionar la estructura para producir diversos modelos con capacidades que pueden ir desde 2 m3 de concreto por hora hasta 30 m3 de concreto por hora o más, es decir se pueden reemplazar las mezcladora convencionales de tambor cuya producción es de 1 o 2 m3 de concreto por hora y que se dosifican manual o volumétricamente hasta plantas volumétricas cuya capacidad es de 30 m3 de concreto por hora pero que dosifican por volumen e incluso reemplazar plantas dosificadoras por peso hasta de 30 m3 de concreto por hora pero que no incluyen un sistema de mezclado. Si los requerimientos de concreto son mayores a 30 m3 de concreto por hora se puede contar con más de una planta dado que los costos lo permitirán y el hecho de no tener centralizado el sitio de mezclado en una obra es a veces ventajoso. Lo que convierte a esta patente en una nueva opción para la dosificación y mezclado del concreto a nivel mundial.
[10] Otra ventaja es que la estructura puede ser autónoma en el sentido que la estructura portante puede montarse sobre ruedas y ser halada por un camión o por una quinta rueda o no tener ruedas y ser montada sobre un chasis de camión o camioneta.
[11] Otra ventaja esta en el reducido numero de elemento mecánicos con movimiento de la planta ya que solamente son las compuertas de las tolvas donde se pesa, el tornillo transportador del cemento y el tornillo mezclador de los ingredientes. Lo que facilita el mantenimiento y la limpieza. La sección de potencia del equipo se ubica estratégicamente para formar un compartimiento independiente, de fácil acceso y seguridad.
[12] Otra ventaja es que las tolvas se pueden dimensionar para que haya una relación cercana entre el peso y el volumen de los materiales, además la estructura se puede dimensionar para que la planta sea alimentada manualmente, por banda transportadora, por mini cargadores o por cargadores.
[13] Otra ventaja esta en el tamaño de la planta que permite ubicarla en espacios reducidos lo que facilita maniobrar con los ingredientes y equipos necesarios.
[14] Debido a todo lo anterior el uso y el mercado para la planta es muy amplio porque se puede usar en obras pequeñas hasta grandes obras de infraestructura que necesiten cumplir la normatividad de pesar los ingredientes y quieran economizar los costos al incluir un sistema de mezclado en la misma planta.
La Descripción breve de los Dibujos [15] Se muestra sobre una estructura con ruedas sin embargo puede ir con un chasis de quinta rueda o sin ruedas y montada en el chasis de un camión o camioneta. Los ac- tuadores o cilindros hidráulicos o neumáticos que abren las compuertas no se muestran.
[16] Fig. 1. Vista Dimetrica de la planta
[17] Fig. 2. Vista lateral que muestra las tolvas de agregados, las tolvas de cemento, el tornillo sinfín transportador de cemento y el tornillo sinfín mezclador.
[18] Fig. 3. Vista inclinada de frente que muestra en primer plano el compartimiento de motores, bombas, mandos y demás.
[19] Fig. 4. Vista posterior inclinada que resalta la salida del tornillo sinfín mezclador.
[20] Fig. 5. Vista lateral.
[21] Fig. 6. Vista de frente inclinada que muestra otro ángulo de la planta.
Mejor Modo para se lleva a cabo la Invención
[22] Las tolvas para los agregados (1) son independientes entre si y la estructura (figura
3), cada una esta soportada por celdas de carga ubicadas adecuadamente (2), el volumen de cada tolva facilita que la mezcla se haga por ciclos y que haya una correspondencia al método convencional de mezclar por volumen, en la parte inferior de cada tolva existe una compuerta que puede ser activada de manera manual (3), neumática o hidráulica, ambas estructuras son independientes aunque ambas cuelgan de un mismo chasis, la activación de las compuertas se hace de manera sincronizada para que el suministro de materiales a mezclar sea por partes iguales, esta sincronización se hace de manera visual en el caso de una apertura mecánica o de manera automática desde un controlador lógico programable (PLC) por medio de actuadores neumáticos o hidráulicos. Por debajo de las tolvas de pesaje existe una tolva de paso (4) con un volumen igual o superior a la suma de las dos tolvas previas, la finalidad de esta tolva es almacenar temporalmente los materiales ya pesados a medida que el tornillo mezclador (5) ubicado en la parte inferior de la tolva los va desalojando, además esto permite que las tolvas de pesaje sean alimentadas de nuevo para una nueva medición y así agilizar el tiempo del ciclo, lo que convierte el proceso en semi continuo. La estructura de esta tolva de paso puede ser solidaria con el chasis lo que aumenta la rigidez de toda la estructura.
[23] La tolva de cemento (6) (figura 4) presenta dimensiones acordes con la capacidad del ciclo y permite en su parte superior ser alimentada a granel desde un silo o manualmente con sacos de cemento, en este último caso se ayuda de un mecanismo rompesacos y una rendija que ayuda a prevenir contaminaciones con otras sustancias o materiales. De manera similar la tolva cuelga del chasis por medio de celdas de carga (2) que envían su lectura al PLC o a un visualizador electrónico, en la parte inferior existe una compuerta (7) que comunica de nuevo a otra tolva de paso (8), el accionamiento de esta compuerta se hace de manera sincronizada con los otras compuertas ya sea visualmente o automáticamente por medio del PLC, la tolva de paso de nuevo tiene dos propósitos, el primero es permitir que la tolva de pesaje sea de nuevo llenada y medida mientras se desaloja el cemento ya pesado y la segunda es alimentar de manera sincronizada el cemento por medio de un tornillo sinfín (9) ubicado en la parte inferior de la tolva de paso (8), este tornillo sinfín cuyo caudal es conocido se in- tersecta (10) con el inicio del tornillo sinfín mezclador para suministrar el cemento a la mezcla. Para que la mezcla sea homogénea una vez los agregados estén en el tornillo mezclador este posee una velocidad determinada, la velocidad del tornillo del cemento depende de esta velocidad lo que permite que el cemento sea suministrado de manera homogénea y continua a los agregados y que sus suministros sean proporcionales de acuerdo a la receta que se quiera producir. Las velocidades de los dos tornillos depende del motor que los accione para esto se puede realizar con motores hidráulicos con válvulas de paso variables o proporcionales y un control de los mismos desde un PLC.
[24] El agua se suministra por medio de tuberías al inicio del tornillo mezclador, este caudal se controla con ayuda de un caudalimetro y una válvula, el depósito del agua puede ser interior o exterior a la planta, en cualquier caso se ayuda de una electro - bomba para este suministro.
[25] El mezclado se realiza a lo largo de un tornillo sinfín mezclador (figura 5) de manera similar como se hace en las plantas dosificadoras volumétricas de amplio conocimiento mundial, el largo del tornillo y su velocidad aseguran que la mezcla de los agregados suministrados en un extremo del tornillo, con el cemento y el agua suministrados un poco mas adelante sea homogénea y proporcional a los volúmenes alimentados y la receta o diseño de mezcla que se requiere. Al otro extremo del tornillo hay una salida para evacuar el concreto ya mezclado (11), esta salida pede comunicar con un chute de descarga, con una carretilla, un balde, una banda transportadora u otro elemento para transportar el concreto y poderlo vaciar.
[26] La planta presenta un compartimiento aislado (12) que encierra los motores que mueven los tornillos (figura 6), y otros elementos activos como pueden ser: una bomba hidráulica, un compresor y cualquier otro elemento que requiera por mantenimiento ser aislado del ambiente de la obra. De igual manera parte de este compartimiento se puede utilizar para el tanque del hidráulico y/o el tanque del agua. Junto a este compartimiento puede colocarse el tablero de control de la maquina que alberga el PLC, el visualizador y los demás elementos eléctricos pertinentes a la automatización de la planta. La automatización de la planta puede ser realizada con un PLC básico hasta sistemas que permitan almacenar una multiplicidad de recetas o diseños de mezcla, almacenar datos y comunicarse con otros equipos. La Aplicabilidad Industrial
[27] La planta encuentra aplicación en cualquier obra civil o de infraestructura que utilice concreto y la responsabilidad de certificar la dosificación por peso como exige la normatividad sea de interés del constructor a la par de contar con un sistema de mezclado dentro de la planta. En algunos países el consumo de concreto excede al consumo de acero en una proporción de 10 a 1, algunas estimaciones establecen que el consumo mundial de concreto en la actualidad esta alrededor de 11 billones de toneladas métricas por año.