Molino de bolas
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¿Para qué?

Es la forma más simple que vi en Internet de pulverizar piedritas. Particularmente necesitaba uno de estos para pulverizar arena para gatos. Esta arena se hace con arcillas muy útiles para cosas relacionadas con la fundición de metales. Generalmente están hechas de bentonita que es una arcilla refractaria muy buena que se usa habitualmente para recubrir hornos.

En el supermercado compras la arena para gatos (litera) en forma de gravilla que es bastante dura para intentar pulverizarla a golpes con un mortero. Para poca cantidad lo del mortero puede valer, pero si pretendes moler un saco de 5Kg entero para mezclar con cemento o arena... ¡no lo harás a mano!

Además de para fabricar cementos refractarios se usa para hacer los que en ingles es  "green sand" (no se si se le puede llamar arena verde en castellano). El caso es que esta arena es una mezcla de arena normal fina con bentonita en polvo en unas proporciones determinadas. Aplicándole un poco de humedad (sin mojar) se hace que la mezcla sea una arena compactable y muy fácil de moldear. Se usa para hacer moldes para verter metal fundido en ellos. La ventaja de este método sobre los moldes sólidos es que la arena una vez usada se puede volver a usar y nunca hay que esperar a que seque. Se vierte el metal sobre la arena húmeda.

Ni idea de si molino de bolas es el nombre más adecuado en español, pero en ingles es "ball mill". Buscando eso en Google encuentras otras páginas que describen como se construye y cómo se hace la "green sand" para los moldes. Otras páginas que describen cómo hacer un molino de bolas: 

http://www.unitednuclear.com/ballmill.htm

http://www.abymc.com/Articles/Submitted/Ballmill.html

http://www.vk2zay.net/article.php/36

 

Cómo funciona:

El Molino no es mucho más que un bote que contiene la gravilla y unas bolas de acero. Al girar a unas 60RPM las bolas golpean sucesivamente la gravilla y en una o dos horas sacas un montón de polvo... Pero como yo no tenia bolas de acero usé canicas :-). Funcionan muy bien aunque tardan más en hacer la misma cantidad de polvo porque pesan mucho menos. Probé trozos de plomo, pero al tener formas raras y planas no funcionó nada bien. Si fueran bolas de plomo también debería ir bien.

Pronto observé que conviene retirar el polvo ya formado cada hora para facilitar la formación de más polvo. El exceso de polvo en el bote amortigua los golpes de las bolas sobre la gravilla y hace que cada vez triture menos.

 

Construcción:

Estos son los materiales principales: Motor de 20V, rodillo de goma, rodillo de plástico, cadena y ruedas dentadas. Todos sacados de la misma fotocopiadora estropeada que me encontré tirada por la calle. (además de mil motorcillos, optoacopladores, algún contactor, frenos, embragues, fuente de potencia...) Te recomiendo que no dejes de cogerla por mucho que pese si te encuentras una... :-).

Si no tuviste esa suerte puedes apañarte con piezas de impresora: Trae el rodillo de goma y generalmente un motorcillo que bien llega para esto.

 

Recorté los dos laterales de madera que soportará los rodillos y hacen de rail para poder desplazar uno de los rodillos. Los ejes ya traían sus cojinetes y los empotré en la madera.

 

Montado todo sobre una base de madera aun sin recortar :-).

 

Lo que más interesa observar es que el rodillo de plástico se puede desplazar y fijar en cualquier posición apretándole los tornillos. Interesa que sea regulable porque nunca se sabe qué bote pondrás encima. Puede ir desde un tarro de mermelada hasta un cubo de pintura...

 

Elegí la trasmisión por cadenas porque tenia a mano todas la piezas pero bien valía una correa de caucho con poleas hechas en madera, unos engranajes o incluso acoplamiento directo haciendo que el bote se sujete al mismo eje del motor, quizá sería lo más práctico si no se quiere cambiar de bote.

 

Molino acabado con el bote más adecuado que le encontré. Más abajo explico por qué de vidrio. No se ve el circuito de control de velocidad del motor.

 

No se debe llenar mucho más de un tercio de gravilla para que funcione bien.

 

Se ve que con el tiempo la cadena se aflojó, más bien se desplazaron los ejes. Es lo que tiene la madera... Pero funciona perfectamente igual.

 

 

Pruebas:

Puedes ver un vídeo de 6MB del molino funcionando. Primero lo pongo a funcionar rápido para que se vea como la gravilla y las bolas se quedan pegadas a las paredes del bote por la fuerza centrífuga y entonces no muele. Después bajo la velocidad hasta ver que las bolas caen desde la máxima altura.

 

Para usarlo por 1º vez cogí la fuente bruta que tenía de 20V y le monté un circuito de control de velocidad PWM que me inventé un día. No hace falta un motor de tanta potencia para este molino, ni una fuente de 15 amperios como esta jeje, ni un mosfet de 60A, pero cuando haces las cosas por 1º vez te aseguras de que van sobradas jeje.

 

El circuito está basado en un oscilador de onda cuadrada por aestable hecho con dos transistores. Otro transistor amplifica para mejorar la forma de la señal, otros dos son un buffer de corriente para controlar el mosfet, y el mosfet que puede ser un BUZ11 muy común. No hace falta disipador porque el control por ancho de pulso (PWM) hace que el transistor apenas se caliente. Se puede usa un bipolar también (ej: 2N3055). Tal como está hecho puede modular el ancho de pulso entre casi 0% y casi 100% con un potenciómetro y a frecuencia constante.

Mostraré el esquema del circuito cuando lo pase a ordenador.

 

Molino funcionando. La gravilla se eleva en el bote por encima de la mitad de este si las revoluciones están bien ajustadas. Si te pasas de velocidad todo lo que hay dentro del bote se queda pegado las paredes y lo tapan por completo. En ese casi no muele nada de nada... Hay que oír las canicas hacer algo de ruido.

 

Más o menos después de una hora cogí un colador y vertí poco a poco todo el bote sobre él. Así el polvo fue cayendo abajo y ya lo guardo aparte. Lo que no atraviese el colador se vuelve a meter en el bote para moler. Haciendo así muele mucho más rápido que si se deja todo seguido durante horas porque el polvo estorba bastante.

 

El colador no es de los más finos y deja pasar piedritas de 1mm de diámetro que posiblemente no me molesten para lo que voy a hacer pero puedo volver a pasarlo por otro colador más fino.

 

Mezcla de polvo con arenilla que pasó por el colador.

 

Muestra de que efectivamente funciona: Así queda al vaciar un vaso lleno de polvo, con la forma del fondo del vaso, por efecto de la propia humedad que ya tenia la gravilla.

 

En una hora se obtiene más o menos cantidad suficiente para llenar un vaso, o sea unos 25cl... Cuánto más grande sea el bote del molino y sobre todo cuanto más radio tenga, más rápido funciona.

 

Complicaciones:

Antes de poder tomar estas fotos tuve que probar mil botes diferentes e incluso recubrir alguno con silicona porque por alguna razón no agarraban bien a rodillo de goma. ¡Pensé que sería más fácil! aún así me quedé sorprendido de lo bien que agarra el vidrio. Lo 1º con lo que tuve éxito fue con un tarrito de espárragos :-). Además la humedad sobre el rodillo hace que agarre mejor y en cambio el polvo hace que resbale. Hay que tenerlo limpio.

Lo que la gente usa por ahí para estos molinos son unas garrafas de plástico redondas. Yo no encontré ninguna por ahí aun y estoy seguro de que es lo mejor, porque tiene mucho más radio que cualquier cosas de vidrio que encuentre. Me dijeron que se venden en ferreterías. Aún no me molesté en ir a preguntar :-).

Una ventaja aparente del vidrio: Que es muy duro, igual que las canicas, mucho más que la gravilla y por eso seguro que muele mejor que con el plástico, que tiende más a absorber los golpes.

El inconveniente: Que rompe... estaba claro... Me duró bastante tiempo este bote pero resulto ser mucho mas delgadito por debajo de lo que parecía por la boca. Tiene unos 2 mm de grosor por donde rompió. Algo de 4 mm como una botella de vino es ideal. Eso no rompe nunca.. pero una botella puede ser algo engorrosa para meterle y sacarle las bolas. ¡a ver que encuentro por ahí!

Suerte que se me ocurrió meter el molino en una caja por el ruido que hacía.. Y cuando rompió no perdí la arena no llené la casa de polvo jeje.