(73) Titular(es): (72) Inventor(es): (74) Mandatário:

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1 (11) Número de Publicação: PT (51) Classificação Internacional: E21B 7/02 (2006) B23B 39/14 (2006) B23B 39/16 (2006) (12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO (22) Data de pedido: (30) Prioridade(s): (43) Data de publicação do pedido: (73) Titular(es): FRAVIZEL - EQUIPAMENTOS METALOMECÂNICOS, LDA. ESTRADA 5 DE OUTUBRO PÉ DA PEDREIRA ALCANEDE PT (72) Inventor(es): ELISEU MANUEL VICENTE FRAZÃO PT (74) Mandatário: (54) Epígrafe: MÁQUINA PARA CORTE DE BLOCOS DE PEDRA POR PERFURAÇÃO (57) Resumo: A PRESENTE INVENÇÃO PRETENDE REDUZIR O TEMPO DE CORTE DE GRANDES MASSAS DE ROCHA COM O OBJECTIVO DE APARELHAR, OU REDUZIR, ESSAS GRANDES MASSAS PARA SEREM POSTERIORMENTE MOVIMENTADAS DENTRO E PARA FORA DA PEDREIRA PARA POSTERIOR PROCESSAMENTO. PARA CUMPRIR ESSA TAREFA, ESTA MÁQUINA DISPÕE DE UMA BASE COM LOCOMOÇÃO SOBRE RASTOS (1), UMA UNIDADE DE POTÊNCIA (7), UMA ESTRUTURA DE DESLOCAMENTO HORIZONTAL (2) COM CAMINHO (18) ONDE DESLIZA O SUPORTE (19) DA ESTRUTURA VERTICAL (3), BEM COMO O MECANISMO DE NIVELAMENTO VERTICAL (5), DESLOCAMENTO HORIZONTAL (6) E FIXAÇÃO (16). SOBRE A ESTRUTURA VERTICAL (3) DESLIZA A ESTRUTURA MÓVEL DE SUPORTE (11) DAS UNIDADES DE PERFURAÇÃO (4) E DOS SILENCIADORES (12) QUE ACIONAM AS BROCAS (13) GUIADAS POR GUIA INFERIOR (14) E GUIA MÓVEL (15). A SEQUÊNCIA DE PERFURAÇÃO NA LINHA PRÉ DEFINIDA É AUTOMATIZADA. O OBJECTIVO É PROCESSAR AS MASSAS DE ROCHA MAIS RAPIDAMENTE E COM O MÍNIMO DE INTERVENÇÃO DO OPERADOR POSSÍVEL, PARA LIBERTAR A FRENTE DE PEDREIRA.

2 RESUMO Máquina para corte de blocos de pedra por perfuração A presente invenção pretende reduzir o tempo de corte de grandes massas de rocha com o objectivo de aparelhar, ou reduzir, essas grandes massas para serem posteriormente movimentadas dentro e para fora da pedreira para posterior processamento. Para cumprir essa tarefa, esta máquina dispõe de uma base com locomoção sobre rastos(1), uma unidade de potência(7), uma estrutura de deslocamento horizontal(2) com caminho(18) onde desliza o suporte (19) da estrutura vertical(3), bem como o mecanismo de nivelamento vertical(5), deslocamento horizontal(6) e fixação(16). Sobre a estrutura vertical(3) desliza a estrutura móvel de suporte(11) das unidades de perfuração(4) e dos silenciadores(12) que acionam as brocas(13) guiadas por guia inferior(14) e guia móvel(15). A sequência de perfuração na linha pré definida é automatizada. O objectivo é processar as massas de rocha mais rapidamente e com o mínimo de intervenção do operador possível, para libertar a frente de pedreira. 1/1

3 DESCRIÇÃO Máquina para Corte de blocos de pedra por perfuração Domínio da Técnica Nos últimos anos, a evolução e adaptação de novas tecnologias nas pedreiras tem sido considerável e têm contribuído para a redução de custos, redução de impactos ambientais e aumento da segurança. Contudo, ainda existem várias funções e fases com falta de automação, que permita a conciliação entre as necessidades de segurança, a redução de impactos ambientais, e a competitividade da indústria. Assim sendo, o objetivo é o desenvolvimento de uma nova solução nas operações de desmonte que permita adequação às necessidades atuais, com tecnologias adequadas, com mais produtividade. As operações de desmonte de uma Pedreira são: a) Perfuração: Consiste na execução de furos horizontais e verticais para delimitação da massa a desmontar e por onde passará o fio diamantado (para as máquinas de corte por fio diamantado), fase esta, que poderá não existir, se for executada diretamente a fase b) caso seja com máquina de corte tipo serrote mecânico; b) Corte: Execução de cortes longitudinais, transversais, horizontais e verticais, individualizando massas rochosas (blocos) com máquinas de corte por fio diamantado ou tipo serrote mecânico; c) Derrube: Após a individualização das massas rochosas, procede-se ao seu derrube em talhadas; d) Corte: Uma vez derrubadas da frente de corte, as talhadas, ou grandes massas de rocha, são individualizadas em blocos de dimensão transportáveis, recorrendo a máquinas estacionárias de corte por fio 1/6

4 diamantado ou máquinas estacionárias de perfuração pneumáticas ou hidráulicas. Estado da técnica Na fase d) onde se enquadra este invento, o método convencional é efetuado por máquinas de perfuração pneumáticas, que consistem numa estrutura fixa (ou caminho), onde uma estrutura móvel se movimenta e efetua os furos sequencialmente, com 1 ou 2 martelos pneumáticos de perfuração. Este sistema tem o inconveniente de ser estacionário, ou seja, para a posicionar é necessário que uma máquina, tipo carregadora de rodas ou escavadora de rastos, a coloque no local onde se pretende perfurar. Também o operador tem que ajustar a máquina manualmente com alavancas bem como nivelar manualmente com sistema de patolas de sem-fim. O operador precisar ajustar, afinar e operar cada sequência de furação até percorrer a longitude da estrutura fixa, após isso, é necessário reposicionar com ajuda de outra máquina conforme mencionado acima. Sumário da Invenção O objetivo desta invenção é dotar as pedreiras de uma solução inovadora, não tendo ambições de rutura com as práticas hoje estabelecidas, mas conseguindo pela via da inovação, automação e capacidade de corte, aumentar os níveis de eficiência e desenvolver uma solução que permita a diminuição do tempo de corte das massas em blocos de pedra transportáveis, garantindo assim mais produtividade e eficácia/eficiência. Assim este invento apresenta as seguintes vantagens: - Ao dispor de lagarta de rastos(1) não depende de uma máquina portadora para a fazer deslocar e posicionar na massa de rocha, sendo facilmente posicionada pelo operador; 2/6

5 - Nivelamento hidráulico ou similar(5); - Fixação à massa de rocha pelo apoio(16); - Deslocamento transversal(6) à linha de corte para melhor ajuste de posição para perfuração; - Mecanismo de controlo automático via CLP-Comando Lógico Programável de corte que permite efetuar vários cortes sequenciais sem ser necessário a intervenção do operador; - Máquina com acionamento pneumático-hidráulico-elétrico, o que permitirá efetuar corte das massas em menos tempo; - Aumento da produtividade com diminuição do tempo para a movimentação e afinação de equipamentos usados para redução de volume das massas. Descrição dos Desenhos Figura 1. Representação de vista em perspetiva geral da máquina onde se evidência a estrutura com rastos(1) que suporta os restantes componentes, tais como a unidade de potência(7), estrutura horizontal(2)com caminho(18), onde funciona o suporte(19) que apoia a estrutura vertical(3) composta pelo suporte inferior(14) e guia móvel(15) da brocas(13), a estrutura de suporte(11) das unidades de perfuração(4) e os silenciadores(12), bem como o mecanismo de nivelamento vertical(5), o mecanismo de deslocamento horizontal(6) e fixação(16). Figura 2. Representação da vista frontal da Máquina onde se evidência a estrutura horizontal(2), as unidades de perfuração(4), o suporte(19), a estrutura vertical(3), a cavilha(23), movimento(b) e unidades de perfuração(4). Figura 3. Representação da vista de pormenor do conjunto de fixação e nivelamento da máquina, mecanismo de nivelamento vertical(5) e deslocamento horizontal(6), o apoio(16), a estrutura com rastos(1) e a estrutura horizontal(2). Figura 4. Representação da vista lateral da máquina onde se evidência a estrutura com rastos(1), estrutura 3/6

6 horizontal(2) e vertical(3), o mecanismos de nivelamento vertical(5), e deslocamento horizontal(6), o apoio(16) a unidade de potência(7), o moto-redutor do movimento horizontal(8), o mecanismo(9) que efetua o movimento de rotação(a) sobre o eixo da cavilha(17), o moto-redutor do movimento vertical(10) o suporte(11) das unidades de perfuração(4), os silenciadores(12), as brocas de perfuração(13), a guia inferior das brocas(14) e a guia móvel(15). Figura 5. Representação da vista da estrutura móvel de suporte(11) que evidência as unidades perfuração(4) a subestrutura(20), o veio guia(22), as molas(21) superiores e inferiores. Descrição detalhada da invenção A máquina tem por base uma estrutura com rastos (1) que serve de suporte aos restantes componentes da mesma. Nessa mesma estrutura, existe a unidade de potência(7) pneumática, elétrica e hidráulica, para acionamento e comando da máquina, bem como o conjunto de fixação/nivelamento(5)(6)(16). A locomoção com rastos permite o deslocamento da máquina na massa de rocha, facilitando o seu posicionamento para perfuração. O sistema de fixação/nivelamento(5)(6)(16) permite nivelar verticalmente a máquina na massa de rocha, bem como fixá-la à massa de rocha para impedir deslizamentos pelo apoio (16). Permite também, deslocamento transversal(6) à linha de corte para melhor ajuste inicial de posição para corte. À estrutura com rastos(1) fica anexada, por meio a cavilha(17) e mecanismo(9), um conjunto de estruturas que serão a base do mecanismo de corte. O mecanismo de corte é constituído pela estrutura horizontal(2) e estrutura vertical(3) ligadas entre si através do suporte(19) no caminho(18). Permite ajustar a 4/6

7 inclinação lateral(b) sobre o eixo da cavilha(23) a estrutura vertical(3) em relação ao suporte(19). O mecanismo de corte é constituído também por dispositivo mecânico, hidráulico ou outro para ajustar inclinação perpendicularmente(a) à estrutura base(1) através de mecanismo mecânico ou hidráulico(9) sobre a cavilha(17). A estrutura horizontal(2), que pode ser de uma ou mais peças, é o caminho de rolamento da estrutura vertical(3) através do suporte (19) e define o curso horizontal da máquina e a sua capacidade de perfuração horizontal em metros lineares. A estrutura vertical(3) define o curso vertical da máquina e assim a sua capacidade de perfuração vertical em metros lineares, esta pode ser de uma ou mais peças e constitui o caminho da estrutura móvel de suporte(11) das unidades de perfuração(4). O movimento da estrutura vertical(3) sobre a estrutura horizontal(2) é acionado por motor/redutor(8) com pinhão e cremalheira linear ou sistema similar. A deslocação da estrutura móvel de suporte(11) das unidades de perfuração(4) sobre a estrutura vertical(3) é acionada por motor/redutor(10) por pinhão e cremalheira linear ou sistema similar. A estrutura móvel de suporte(11) das unidades de perfuração(4) é constituída por subestrutura(20) unida à estrutura móvel de suporte(11) por meio de veio guia(22). As vibrações produzidas pelas unidades de perfuração são absorvidas pelas molas(21) superiores e inferiores. As unidades de perfuração(4), poderão ser de acionamento pneumático, hidráulico ou outro tipo de unidades de perfuração, e podem incluir, silenciadores(12) para escape dos martelos pneumáticos, ou outro tipo de supressor de 5/6

8 ruído. Estas unidades de perfuração(4) poderão ser uma ou mais unidades. O guiamento das brocas(13) é feito pela guia inferior(14) e pela guia móvel(15) que permite minimizar vibrações e desvios na perfuração. O comando da máquina pelo operador pode ser diretamente na máquina, via elétrica, hidráulica ou pneumática, uma combinação destes, por comando remoto por cabo, ou até mesmo por comando remoto sem fios. O modo de operação pode ser manual ou automático. No modo manual o operador comanda todos os movimentos da máquina. No modo automático a perfuração é efetuada entre um ponto de início e um de fim, definido pelo operador, tanto na estrutura horizontal(2), como na estrutura vertical(3). Este controlo de posição é efetuado por sensores mecânicos, indutivos ou outros. Pé da Pedreira, 24 Julho /6

9 Reivindicações 1.Uma máquina autónoma de perfuração de blocos de pedra caracterizada por possuir uma estrutura base com rastos(1), com um sistema de fixação(16) e nivelamento vertical(5) e horizontal(6), que suporta a unidade de potência(7), uma estrutura fixa horizontal(2), na qual existe pelo menos uma estrutura vertical(3) e pelo menos uma estrutura móvel de suporte(11) das unidades de perfuração(4). 2.Uma máquina de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por possuir uma estrutura horizontal(2) unida à estrutura base(1) pela cavilha (17) e pelo mecanismo(9) que efetua o movimento de rotação(a) sobre o eixo da cavilha(17). 3.Uma máquina de acordo com as reivindicações 1 a 2 caracterizada por possuir uma estrutura vertical(3), onde funciona a estrutura móvel de suporte(11) que contém pelo menos uma unidade de perfuração(4), unida à estrutura horizontal(2) através do suporte (19) no caminho(18). 4.Uma máquina de acordo com as reivindicações 1 a 3 caracterizada por possuir uma estrutura horizontal(2) composta por uma ou mais peças. 5.Uma máquina de acordo com as reivindicações 1 a 4 caracterizada por possuir uma estrutura vertical(3) composta por uma ou mais peças, acionada por conjunto motor/redutor(8), pinhão e cremalheira ou sistema similar, com movimento de inclinação lateral(b) em relação ao suporte(19) no eixo da cavilha(23). 6.Uma máquina de acordo com as reivindicações 1 a 5 caracterizada por possuir uma estrutura móvel de suporte(11) movimentada pelo conjunto motor/redutor(8) que é constituída por subestrutura(20) que suporta as unidades de perfuração(4) com amortecimento de 1/2

10 vibrações guiada pelo veio(22) e molas(21) ou similar, e silenciadores(12) ou outro tipo de supressor de ruído. 7.Uma máquina de acordo com as reivindicações 1 a 5 caracterizada por possuir uma ou mais unidades de perfuração(4) pneumáticas, hidráulicas ou elétricas ou uma combinação destes. 8.Uma máquina de acordo com as reivindicações 1 a 7 caracterizada por possuir um guiamento das brocas(13) por meio de um suporte inferior(14) e por uma guia móvel(15). 9.Uma máquina de acordo com as reivindicações 1 a 8 caracterizada por possuir o comando diretamente na máquina via elétrica, hidráulica ou pneumática, uma combinação destes, ou comando remoto com ou sem fios. 10.Uma máquina de acordo com as reivindicações 1 a 9 caracterizada por possuir mecanismo automático de controlo da perfuração por meio de CLP-Controlador lógico programável e sensores de posição. Pé da Pedreira, 06 Junho /2

11 Figura 1 1/5

12 Figura 2 2/5

13 Figura 3 3/5

14 Figura 4 4/5

15 Figura 5 5/5