MARTINEZ, Agustín Prudencio (C/ Marie Curie, 5Rivas Vaciamadrid, Madrid, E-28521, ES)
| Reivindicaciones. Dispositivo de absorción de impactos para dragados de fondos marinos situado entre el último tramo articulado del brazo y el sistema de recogida del material dragado, de una excavadora caracterizado porque está constituido por: • un tubo fijo (1) de acero con dos bridas (2, 3) de amarre en ambos extremos, siendo la brida (3) de fijación al último brazo articulado de la excavadora, • un sistema de absorción de impactos compuesto por cinco elementos: i. un tubo de acero fijo (4) del mismo espesor que el tubo fijo (1) pero de diámetro inferior, que incluye una brida (6) en uno de sus extremos y reforzada con cartelas, ii. un tubo de acero móvil (5) del mismo espesor que el anterior tubo (4) con un diámetro superior, pero inferior al tubo fijo (1), que incluye una brida (7) reforzada con cartelas, en uno de sus extremos siendo la brida ciega y soportando en su parte exterior dos orejetas (8) atravesadas por un bulón de fijación al sistema de recogida de la excavadora y porque el otro extremo del tubo (5) carece de bridas y están soldadas a 180° dos alojamientos (9) de paso de guías (10), iii. guías (10) formadas por pletinas de longitud ligeramente inferior a la longitud del tubo móvil (5) y soldadas a la brida (6) del tubo fijo (4) que disponen de un tope (11) de recorrido máximo sobre el que se colocan un sensor tipo inductivo, iv. vástago (12) conformado por un tubo de acero estructural de diámetro y espesor inferior al tubo fijo (4) estando soldado su extremo superior a la brida (7) del tubo móvil (5) y el extremo inferior libre y ubicado en el tubo estructural fijo (1) siendo su longitud igual a la suma del tubo fijo (4) más el móvil (5) cuando están en posición de reposo, es decir extendidos, uno o varios muelles (13) ubicados dentro de los tubos (4, 5) siendo la guía de los muelles (13) el vástago (12), y un conjunto de latiguillos hidráulicos. Dispositivo de absorción de impactos para dragados de fondos marinos según reivindicación 1 caracterizado porque el recorrido total del sistema es igual a la longitud del tubo fijo (4). |
Estado de la Técnica.
En la actualidad, los sistemas de dragado se pueden dividir en tres grandes categorías en función del sistema utilizado para extraer el material del fondo del mar. Por un lado tenemos el dragado hidráulico en donde el material se extrae disuelto en el propio agua, por otro lado tenemos el dragado de arrastre, en donde el material dragado se arrastra por el fondo para ser depositado en un contenedor que posteriormente es izado a superficie y por último está el dragado mecánico, donde el material se extrae tal cual se encuentra depositado en el lecho marino.
Las dragas hidráulicas requieren de unas grandes bombas para poder succionar la mezcla de agua y materiales del fondo. Este tipo de dragas suelen ser buques especialmente diseñados para este cometido, en donde a través un brazo telescópico van succionando desde el fondo hasta unos tanques interiores en donde se almacena lo recogido. Posteriormente podrán descargar todo el producto almacenado bien a través de compuertas situadas en el fondo del buque o través de conductos en donde es succionado nuevamente e impulsado hacia la dirección deseada. En la actualidad este tipo de dragas son utilizadas para el dragado de arena a gran profundidad para ser posteriormente depositada en la costa para crear o modificar los perfiles de costa. El caso más conocido de este proceso es la creación de islas artificiales que se ha desarrollado a lo largo de lo últimos años en el Golfo Pérsico mediante grandes dragas de succión de más de 200 metros de eslora y capaces de dragar en profundidades superiores a 150 metros. El dragado de arrastre se caracteriza por el tipo de contenedor que se utiliza para depositar el material dragado, según se utilicen cubetas, tolvas o almejas de carga. El funcionamiento es similar al funcionamiento de los buques pesqueros de arrastre, es decir, largan por popa el depósito hasta que este toca fondo y a continuación el buque avance haciendo que el depósito se vaya llenando del material del fondo. Una vez que se ha completado el llenado, se recoge el depósito para luego ser descargado bien en el propio buque o bien en barcazas auxiliares.
El último tipo de dragado que hemos mencionado es el dragado mecánico. En este tipo de dragado el material del fondo es extraído tal cual se encuentra depositado, siendo un proceso similar a la extracción de material de una mina. Los sistemas mecánicos de dragado son utilizados en los puertos donde no existe un gran calado o donde pueden existir materiales grandes, tales como grandes rocas o basura, que harían que otros sistemas no fueran efectivos.
Dentro de estos tipos de sistema dragado mecánico destacan las dragas excavadoras o retro-excavadoras. Este tipo de dragas se componen de una barcaza sobre la cual se ancla una máquina excavadora o retro-excavadora convencional de las utilizadas en obra civil. Como norma general, estas barcazas se fijan al fondo marino mediante grandes pilares que se sumergen hasta hacer que la barcaza sea estable. Las máquinas utilizadas para el dragado pueden ser de tres tipos diferentes en función del mecanismo que sitúan en su parte final y que recoge el material del fondo. El primer tipo es la bivalva, en donde existe un gran cucharón compuesto por dos piezas por lo general iguales que al cerrarse atrapan el material a dragar. El siguiente tipo es mediante una pala del tamaño apropiado a la capacidad de la máquina. El último tipo es mediante un pulpo, donde una serie de piezas metálicas que cierran el material recogido.
Los dispositivos y sistemas conocidos no solucionan los problemas derivados del embarque de maquinaria en navios. Es decir, cuando una barcaza sobre la que se encuentra una excavadora no está anclada al fondo, por motivos de operatividad, los embates del mar hacer que se produzcan movimiento de balaceo o cabeceo que pueden afectar al funcionamiento de la máquina cuando esta está dragando. Por otro lado, al producirse cambios en el par escorante de la barcaza debido al aumento de peso en el extremo del brazo de la excavadora cuando esta recoge el material del fondo, hacen que se produzcan movimientos de escora en la barcaza, que deben ser compensados por el par adrizante. Estos tres movimientos que se han mencionado, de balanceo, cabeceo o escora pueden hacer que el brazo de la máquina excavadora choque de forma descontrolada contra el lecho marino, pudiéndose producir la rotura de alguno de los elementos que conforman el brazo de dicha pala.
Por otro lado, cuando se está operando la excavadora, el operario nunca sabe cuando ha llegado al fondo del mar, sino es por su propia intuición o pericia.
Explicación de la invención.
Esta invención consiste en un dispositivo de absorción de impactos especialmente diseñado para ser utilizado por máquinas excavadora cuando son utilizadas sobre barcazas para el dragado de los fondos marinos. Con este dispositivo se pretende solucionar los problemas anteriormente mencionados.
El dispositivo tiene dos funciones principales. Primero evitar, o por lo menos minimizar, los daños que se podrían producir por movimientos no controlados de la barcaza. Segundo servir de detector cuando el brazo ha llegado a tocar el fondo. Para ello, esta invención se basa en un conjunto de tubos y vástagos que albergan un sistema de amortiguación mediante muelles adaptado a las grandes cargas que debe soportar. Este dispositivo de absorción se colocará al final del brazo de la máquina excavadora, justo por detrás del elemento utilizado para recoger el material dragado, bien sea una bivalva o un pulpo.
El dispositivo se compone de dos piezas construidas con tubos de acero estructural con diferentes diámetros. La primera de las piezas, de mayor diámetro, está formada por un tubo de acero estructural fijo con bridas de amarre en ambos extremos. La misión de esta pieza es permitir el paso del vástago interno de la segunda pieza. Su colocación se sitúa en la parte final del brazo de la máquina, entre el último tramo articulado del brazo y el sistema de recogida del material dragado, esto es la bivalva o el pulpo.
La segunda pieza que compone el dispositivo es propiamente el sistema de absorción de impactos. Se compone de cinco elementos principalmente:
- Pieza fija: Formado por un tubo de acero estructural del mismo espesor que el tubo estructural fijo pero de diámetro inferior. Esta pieza cuenta con una brida en uno de sus extremos y reforzada con cartelas, que servirá para su fijación a la pieza descrita anteriormente. Esta brida sirve de soporte a las guías del mecanismo. Por la parte interior de este tubo discurrirá el vástago del sistema.
- Pieza móvil: Pieza similar a la anterior, del mismo espesor pero de un diámetro superior a la fija, pero inferior al tubo estructural fijo, para que pueda deslizar sobre ella. Lleva también una brida reforzada con cartelas, en uno de sus extremos con la diferencia que esta brida es ciega y sirve de soporte al vástago del sistema. Soportará por su parte exterior dos orejetas para fijar un bulón del que se colgará el sistema de recogida del dragado. Soldadas a 180° en el extremo que no tiene brida, se encuentran dos alojamientos para el paso de las guías del mecanismo.
- Guías: Pletinas de longitud ligeramente inferior a la longitud de la pieza móvil y soldadas a la brida de la parte fija y que discurren por dentro de los alojamientos de la pieza móvil. Dispondrán de un tope para evitar que puedan sobrepasar el recorrido máximo. Sobre estos topes se colocará un sensor inductivo que será el encargado de indicar al operario mediante un avisador acústico que se ha llegado al fondo. El sensor activará la señal cuando el tope de la guía se haya separado una distancia determinada del final del alojamiento.
- Vástago: Tubo de acero estructural de diámetro y espesor inferior a la pieza fija de esta segunda pieza. Su longitud es igual a la suma de la pieza fija más la móvil cuando están en posición de reposo, es decir extendidas, lo que equivale a una longitud igual al doble de la guía menos 1 a 10 centímetros , que va soldado a la brida de la pieza móvil y recorre toda ella. Este tubo sirve de guía para los muelles de amortiguación que a continuación se describen.
- Muelles: Dentro de la pieza móvil y utilizando el vástago de guía, se disponen uno o varios muelles con un diámetro de alambre suficiente de espira, apropiados para soportar las cargas que se han considerado. El recorrido total del sistema, limitado por los topes de las guías y por los muelles y es equivalente a la longitud de la pieza fija.
El dispositivo se completa con todo el conjunto de latiguillos hidráulicos necesarios para actuar los elementos que se coloca a continuación de conjunto descrito.
Breve explicación de los dibujos.
La figura 1 muestra una vista del dispositivo.
La figura 2 muestra una vista seccionada parcialmente del dispositivo.
Exposición detallada de una realización de la invención. Tal y como se muestra en la figura 1 y 2 el dispositivo se compone de una pieza fija (1) y una pieza móvil (4, 5) que a su vez incluye otros elementos movibles. Tanto la pieza fija (1) como la móvil (4, 5) están construidas con tubos de acero estructural con diferentes diámetros. La pieza fija (1) está formada por un tubo de acero con bridas (2, 3) de amarre en ambos extremos. En función de la potencia de la excavadora en la que se instale este dispositivo, las dimensiones variarán. Para el caso de un dispositivo de amortiguación típico este tubo (1) tiene un diámetro de entre 300 y 500 milímetros, espesor entre 15 y 30 milímetros y longitud de al menos 2.500 milímetros. Su colocación se sitúa en la parte final del brazo de la máquina o excavadora, no mostrado en la figura, más concretamente entre el último tramo articulado del brazo y el sistema de recogida del material dragado, esto es la bivalva o el pulpo.
La segunda pieza que compone el dispositivo es propiamente el sistema de absorción de impactos. Se compone de cinco elementos principalmente:
- Pieza fija. Para el caso objeto de esta realización de la invención, esta pieza está formada por un tubo (4) de acero estructural del mismo espesor que el tubo estructural fijo (1) pero de diámetro inferior con una brida (6) en uno de sus extremos y reforzada con cartelas, que servirá para su fijación a la pieza descrita anteriormente a través de la brida (3). Esta brida (6) sirve de soporte a las guías (10) del mecanismo. Por la parte interior de este tubo (4) discurrirá el vástago (12) del dispositivo.
- Pieza móvil: Pieza similar a la anterior. Consiste en un tubo (5) de un diámetro superior a la fija (4), con espesor de entorno a los 20 milímetros y longitud entre 1.700 y 1.950 milímetros, para que pueda deslizar sobre ella. Lleva también una brida (7) reforzada con cartelas, en uno de sus extremos con la diferencia que esta brida (7) es ciega y sirve de soporte al vástago (12) del dispositivo. Soportará por su parte exterior dos orejetas (8) para fijar un bulón, no mostrado en las figuras, del que se colgará el sistema de recogida del dragado. Soldadas a 180° en el extremo que no tiene brida, se encuentran dos alojamientos (9) para el paso de las guías (10) del mecanismo.
Guías (10) las cuales consisten en pletinas soldadas a la brida (6) de tubo (4) y que discurren por dentro de los alojamientos (9) del tubo (5) de la pieza móvil. Dispondrán de un tope (11) para evitar que puedan sobrepasar el recorrido máximo. Sobre estos topes (11) se colocará un sensor inductivo, no mostrado en las figuras, que será el encargado de indicar al operario mediante un avisador acústico que se ha llegado al fondo. El sensor activará la señal cuando el tope (11) de la guía (10) se haya separado una distancia determinada del final del alojamiento. - Vástago (12): Tubo de acero estructural que para este modo de realización tiene un diámetro de al menos 90 milímetros, y longitud igual a la suma del tubo (4) de la pieza fija más el tubo (5) de la móvil cuando están en posición de reposo, es decir extendidas, lo que equivale a una longitud igual al doble de la guía (10) menos una distancia de seguridad.
Este vástago (12) está soldado a la brida (7) de la pieza móvil y recorre toda ella.
Muelles (13): Dentro del tubo (5) de la pieza móvil y utilizando el vástago (12) de guía, se disponen uno o varios muelles (13) con un diámetro de alambre apropiados para soportar las cargas que se han considerado.
El recorrido total del sistema, limitado por los topes (11) de las guías y por los muelles (13).
El dispositivo se completa con todo el conjunto de latiguillos hidráulicos necesarios para actuar los elementos que se coloca a continuación de conjunto descrito.
Aplicación industrial.
Este dispositivo se instala en excavadores y otra maquinaria de construcción, en especial para su aplicación en zonas donde los operarios no tiene visión del medio y que trabajan sobre en situaciones inestables en los que el brazo extensible debe adaptarse a movimiento inesperados. Por tanto, esta invención es de aplicación industrial dentro del campo de la maquinaria de construcción, en especial, maquinaria de construcción marina así como en otros campos como la minería.