Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa.Consiste en un robusto cabezal vinculado a un chasis fijo a una estructura provista de ruedas para ser remolcada por un tractor,

o bien, formando parte de un vehículo autopropulsado. El cabezal dispone en la parte inferior delantera, de un rodillo de recogida (4) que levanta el ramaje para introducirlo hacia el interior donde se encuentra el molino triturador, colaborando en esta acción dos rodillos superiores de alimentación (6) ubicados en una mandíbula (3) articulada en la parte superior del cabezal (1).La materia troceada es conducida a gran velocidad por una chimenea (12) de salida mezclada con el aire producido por los martillos (9) del molino triturador, cuyo rotor (8) gira en una envolvente (11) en forma de espiral que se continua en la aludida chimenea (12)

Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa.

Objeto de la invención

La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, la cual supone un notable avance tecnológico para este sector de la técnica.

Las labores de poda de los cultivos arbóreos, en particular las del olivo, la vid y los frutales, requieren la rápida eliminación de la materia leñosa separada del tronco al objeto, entre otros propósitos, de impedir la posible aparición de plagas que encuentran su asiento en los residuos de la poda. Entre las soluciones aplicadas de forma tradicional se encuentran por una parte el aprovechamiento de la madera como combustible y el del follaje como alimento para el ganado, y por otra la quema de residuos in situ, lo que produce la consiguiente pérdida de recursos oligominerales. Una solución alternativa de aparición relativamente reciente consiste en la molienda de los residuos sobre el terreno para incorporarlos al sustrato, facilitándose su putrefacción mediante una vigorosa fragmentación ejercida, bien por corte con cuchillas, o bien por trituración mediante martillos.

El agotamiento de los combustibles fósiles y la preocupación por el calentamiento global y el incremento de la concentración del dióxido de carbono en la atmósfera han llevado a la valorización de los restos de poda considerándolos como un recurso energético renovable de particular interés, ya que el dióxido de carbono liberado durante su combustión equivale al previamente extraído de la atmósfera por las plantas mediante el proceso de la fotosíntesis, permaneciendo su concentración estable a largo plazo.

La utilización industrial de la biomasa en general como vector energético, y de la poda en particular, requiere la superación de ciertos problemas técnicos y económicos ligados a los procesos de recogida, alimentación, molienda, compactación y transporte. Para todos ellos aporta soluciones la máquina objeto de la presente invención, ya que, mediante numerosas mejoras y perfeccionamientos con relación a la maquinaria existente, recoge la poda del suelo con una mínima aportación de mano de obra (el propio conductor de la máquina), tritura eficazmente la biomasa obteniendo fragmentos de tamaño adecuado a las necesidades del transporte y la combustión, y compacta la materia triturada obteniendo una densidad que hace económicamente viable su transporte a distancias moderadas. No precisa por otra parte procesos auxiliares de segunda recogida y necesita un mínimo mantenimiento.

Estado actual de la técnica

Las máquinas existentes concebidas con similar o idéntica finalidad operan mediante alguno de los principios siguientes:

- Prensado para formar balas. Estas máquinas, derivadas de las empacadoras de forraje, se basan en la compresión y atado de los residuos formando balas de forma paralelepidédica de elevada densidad. Entre sus ventajas se encuentran la obtención de paquetes manipulables individualmente, pero entre sus inconvenientes figuran la lentitud del proceso, que requiere mantener la máquina estática, la necesidad por tanto de alimentar la máquina con biomasa en lugar de que ella misma la recoja del suelo, el elevado consumo energético del proceso de prensado, y la necesidad de retirar posteriormente las balas obtenidas, depositadas en el campo tras el proceso de prensado.

- Corte mediante cuchillas. Las máquinas de corte operan mediante cilindros dotados de cuchillas recambiables que giran a gran velocidad, obteniendo una fragmentación en forma de viruta. Tienen la ventaja de conseguir un producto de tamaño muy reducido, pero mediante un consumo energético elevado y con un costo considerable de adquisición y de afilado de las cuchillas. Por otra parte, su tolerancia a la introducción accidental en el molino de piedras o fragmentos metálicos es nula, produciéndose en dichos caso la rotura o embotado de la cuchilla.

- Trituración mediante martillos. Las máquinas que operan mediante martillos aprovechan la energía cinética almacenada en un rotor que gira a gran velocidad para romper por impacto la biomasa introducida, dilacerando las fibras vegetales y produciendo una eficaz fragmentación. Al igual que las máquinas de cuchillas, cuando se dotan de un mecanismo recogedor permiten su funcionamiento en movimiento, no precisando por tanto de alimentación manual. Los martillos tienen la ventaja de ser prácticamente insensibles a la introducción en el molino de cuerpos extraños. Sin embargo, el número y disposición de los martillos de las máquinas actuales las hace eficaces solamente con el ramaje ligero y la hojarasca, pero no con los trozos gruesos de poda, que les resultan inatacables, siendo precisamente los que poseen mayor peso y por tanto, mayor capacidad de producción de energía térmica.

Los molinos actuales, tanto los de cuchillas como los de martillos, cuando se utilizan para recoger la biomasa del terreno necesitan de un ventilador auxiliar que produzca una fuerte corriente de aire destinada a impulsar el producto hasta el remolque o el recipiente de almacenamiento, con el consiguiente consumo energético, complicación constructiva y posibilidad de averías.

Como modelos representativos de las tipologías enumeradas se encuentran las patentes ES 2 273 591 B1, ES 1 063 023 y ES 1 062 779 U.

Descripción de la invención

En líneas generales, la máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, objeto de la presente invención, se caracteriza porque está formada por un robusto cabezal suspendido de forma articulada de un chasis fijo que está vinculado a una estructura provista de ruedas para ser remolcada mediante un tractor, o bien, formar parte dicho chasis de una máquina autopropulsada, cambiando solamente la forma de anclaje de la máquina.

Dicho cabezal incluye una extensión delantera e inferior donde está montado un rodillo de recogida dispuesto horizontalmente, formado por una pluralidad de aletas ensartadas en dicho eje a distancias regulares, provistas de un perfil dentado especial y las cuales son pasantes por una superficie en rampa que a modo de peine colabora en la captación del ramaje y su arrastre hacia el interior del cabezal donde se encuentra el molino triturador, de eje también horizontal y provisto de martillos golpeadores como veremos más adelante. El chasis lleva montada de forma articulada una mandíbula superior provista de dos rodillos horizontales giratorios de alimentación, los cuales presentan una estructura muy similar al rodillo de recogida inferior, girando en sentido contrario que éste para colaborar con la captación y arrastre del ramaje a triturar.

También existen otros dos rodillos laterales ubicados a la izquierda y a la derecha del cabezal, de ejes verticales y que giran también en sentidos contrarios para embocar las ramas sobresalientes y que así de una forma fácil y sin necesidad de operarios las ramas entren al máquina, o con el propio avance de una estructura móvil motorizada.

La mandíbula articulada queda soportada mediante una pareja de cilindros hidráulicos con los que se consigue su apertura y cierre en mayor o menor medida dependiendo del tamaño de los fragmentos de biomasa. Se ha previsto un dispositivo automático que provoca la apertura de la mandíbula al detectarse un fragmento de biomasa de un tamaño superior al del tragante y que pudiera provocar un atasco en el molino triturador, bloqueándose en ese caso el giro de estos rodillos de alimentación, detectándose dicha situación una vez que se superara la presión de taraje del dispositivo hidráulico de accionamiento, materializado por motores hidráulicos para los respectivos ejes. Se ha previsto que al provocarse la sobrepresión del circuito hidráulico se produzca la inversión automática del sentido de la alimentación para expulsar el fragmento de gran tamaño, lo que se consigue mediante un dispositivo presostático previsto al efecto.

El rodillo triturador o molino propiamente dicho está constituido por un rotor de eje horizontal como hemos dicho anteriormente, paralelo a los rodillos de alimentación y de recogida, y que está equipado con una pluralidad de martillos montados de forma loca, o de giro libre, en puntos de la periferia de unos discos constitutivos del rodillo triturador. Estos martillos actúan sobre una cuchilla sufridera que está fija al chasis en posición próxima a los martillos. Los martillos dispuestos por tanto en varias hileras según generatrices del rotor, se posicionan en forma radial...

1. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, especialmente diseñada para labores de poda de los cultivos arbóreos, caracterizada porque incluye:

un cabezal (1) suspendido articuladamente del chasis fijo, provisto de una mandíbula articulada superior delantera y portadora de dos rodillos horizontales giratorios de alimentación (6); un rodillo de recogida (4) también horizontal y de giro inverso al anterior, ubicado en la parte inferior delantera y dotado de múltiples aletas radiales para levantar con su giro la biomasa del suelo; otros dos rodillos laterales (5), izquierdo y derecho, de eje vertical y que giran en sentidos inversos para embocar las ramas sobresalientes; entrando la biomasa hacia un rodillo triturador o molino propiamente dicho, determinado por un rotor (8) de eje horizontal paralelo e interior respecto de los rodillos anteriores y equipado con múltiples martillos (9) que actúan sobre una cuchilla sufridera (10) fija impulsando al producto troceado por una envolvente espiral de impulsión (11) que arrastra las partículas de madera y aire hacia una chimenea de salida (12).

2. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 1, caracterizada porque tanto el rodillo de recogida (4) como los rodillos de alimentación (6) y el eje rotor (8) de martillos (9), se impulsan a través de una instalación oleohidráulica con motores hidráulicos unidos directamente a sus respectivos ejes.

3. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 1, caracterizada porque la mandíbula articulada (3) está soportada mediante dos cilindros hidráulicos (7) para su apertura o cierre dependiendo del tamaño de la biomasa.

4. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 3, caracterizada porque la apertura de la mandíbula articulada (3) es automática al detectarse un fragmento de biomasa de gran tamaño, adaptándose las dimensiones del tragante a las del fragmento, y al superarse se bloquean los rodillos de alimentación (6).

5. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 4, caracterizada porque el bloqueo de los rodillos de alimentación (6) provoca la sobrepresión del circuito hidráulico y se produce la inversión automática de la alimentación para expulsar el fragmento mediante un dispositivo presostático previsto al efecto.

6. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 1, caracterizada porque las aletas de los rodillos de recogida (4) y de alimentación (6) tienen forma espiral en su periferia, geometría escalonada en su borde de ataque y pasan entre las púas de una superficie a modo de peine en rampa ascendente hacia el rotor (8) del molino triturador.

7. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 1, caracterizada porque el rotor (8) del molino triturador está formado por martillos (9) dispuestos en varias hileras en generatrices del rotor (8), los cuales pueden girar libremente en correspondientes ejes paralelos al del rotor (8), posicionándose en el giro del rotor (8), por fuerza centrifuga, en disposición radial, pasando su extremo cerca de una cuchilla sufridera (10) y provocando la acción cortante, en tanto que si no se produce el corte, o el tamaño del fragmento excede de un contrario, y después el fragmento será golpeado repetidamente por los demás martillos (9) hasta su disgregación.

8. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicaciones 1 y 7, caracterizada porque la cuchilla sufridera (10) está definida por una pletina transversal con una arista activa paralela al eje del rotor (8) y provista de múltiples planos verticales paralelos que se sitúan ente los martillos (9) colaborando eficazmente al troceado.

9. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 1, caracterizada porque el chorro de masa molida circula a elevada velocidad por una envolvente en espiral (11) y chimenea de salida (12), impactando contra una pared trasera del recipiente de almacenamiento o del remolque utilizado y produciendo una compactación del producto.

10. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 1, caracterizada porque el cabezal (1) y la mandíbula (3), disponen de rejillas (13) para libre admisión del aire al molino triturador.

11. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 1, caracterizada porque el conjunto del cabezal (1) se suspende articuladamente del chasis del remolque portador, o de la máquina propulsada, y está asistido por uno varios cilindros hidráulicos (14), permitiendo su posicionamiento en altura.

12. Máquina recogedora, trituradora e impulsora de biomasa, según reivindicación 1, caracterizada porque a ambos lados del cabezal existen sendos palpadores (15) que disponen de una rueda en contacto con el suelo, vinculada a un dispositivo potenciométrico que permite el posicionado automático mas adecuado para la finalidad de la máquina.