CAMPO DEL INVENTO

La presente invención se refiere al campo de la minería, en particular, a un dispositivo, sistema y método corregir la posición de un poste de buje en la excéntrica de un chancador primario de minería.

ANTECEDENTES

En un proceso de extracción y producción de minería, en particular, cobre se desarrolla diferentes etapas, incluyendo una de estas etapas aquella relacionada con el proceso de chancado primario, que es la primera operación que busca reducir el tamaño del material mineral extraído. La operación se realiza con un chancador primario, el que posteriormente abastece a la planta de un gran parte de material mineral.

Un tipo particular de chancador es el chancador primario giratorio, los que impulsan el circuito de procesamiento de minerales, siendo de alto rendimiento y bajos tiempo de inactividad, y una mayor potencia que les permite enfrentar de forma aventajada los constantes cambios en la ley y condiciones de mineral. También, estos chancadores primarios giratorios crean un ambiente de mayor seguridad y fácil mantenimiento para los trabajadores ya que permite una separación hidráulica y una elevación individual de la carcasa del chancador primario giratorio, y muchas veces cuentan con sistemas de monitoreo que permiten programar mantenciones o verificar la necesidad de realizarla.

Las mantenciones pueden involucrar tanto el monitoreo del estado, el reemplazo o la reparación de piezas tales como buje araña, carcasa superior, carcasa inferior, conjunto hidráulico, eje principal o poste, excéntrico, piñón, sistema de lubricación y accionamiento, entre otras; o el monitoreo, la reparación o el revestimiento de piezas de desgaste tales como mantos, segmentos cóncavos, revestimientos laterales de la carcasa inferior, gorra de araña, revestimientos de brazo o revestimientos del borde, entre otras.

Las mantenciones son actividades críticas en el proceso de producción de una planta de minería ya que se requieren con muy alta frecuencia. Los programas de mantención entonces deben considerar tiempos de detención reducidos y la seguridad de los trabajadores que deben realizar las mismas con equipos complejos y muchas veces de gran tamaño. Luego, la simplificación de estas labores de mantención mediante el uso de mecanismos de apoyo ajustados a la labor de mantención particular que se desea desarrollar, son muy deseables porque permiten aumentar la productividad y reducir costos.

En especial, las labores de mantención en un chancador primario son riesgosas, y preferentemente, el posicionamiento del poste del chancador primario es una de las labores de mantención más riesgosas. La gran precisión que se requiere en el posicionamiento del poste dificulta encontrar o establecer formar alternativas para alcanzar una correcta alineación del poste de chancador, durante su mantención. El desafío no es menor cuando además se considera que un error, puede ser fatal.

El proceso se realiza con una grúa especial de accionamiento hidráulico que inserta el poste en el eje cóncavo. En todo este proceso, se cuenta con el apoyo de una persona que ayuda a disminuir/evitar los movimientos giratorios del poste y permitir así su alineamiento. Todo este proceso les toma aproximadamente ¹ /z hora y la frecuencia de cambio de este poste es 3 a 4 veces en el año. La tarea pendiente es desarrollar un dispositivo que permite el montaje del poste sin requerir apoyo alguno de una persona.

Son conocidos el sistema Hidroset (httDs://vom¡neha.¡¡mdofree.com/metalurg¡a- que permite modificar la posición del poste aplicando una presión hidráulica, en la parte inferior del dispositivo (sistema Hidroset), la que puede vahar para modificar la posición del poste. La presión hidráulica es aplicada por un aceite hidráulico inyectado a la recámara del depósito del fluido del dispositivo (sistema Hidroset) y mantiene una abertura determinada de chancado para el material, entre las corazas/carcasas fijas y el eje principal (poste) y que se ubica en el cuerpo inferior del chancador, debajo del eje principal. El sistema Hidroset comprende un montaje de cilindro; un cilindro de balance y un sistema de suministro de aceite. Una bomba inyecta aceite a la línea del sistema desde un tanque de lubricación de flujo dividido ya que mediante una placa separadora se divide el aceite del sistema de lubricación y aquel del sistema Hidroset. La posición del poste es controlada por un sensor de posición ubicado en la parte inferior del sistema Hidroset. El Montaje del Cilindro o Conjunto de Piezas conectadas que constituyen el Control Hidroset, sostiene el plato de apoyo del eje principal (poste) e incluye piezas móviles que se conectan al chancador. El buje inferior-superior y el cilindro son las partes estáticas del sistema hidroset. En la parte inferior del cilindro se ubica el sensor del poste y las líneas de flujo de aceite para el sistema. Al conjunto de piezas conectadas, se inyecta aceite hidráulico en la recamara de depósito de fluido hidroset para vahar su posición. El aceite o fluido hidroset ejerce o quita presión sobre la placa de sujeción, la placa empuja el pistón provocando así el movimiento vertical de la placa y el pistón (subida o bajada) y como resultado de una presión constante, las piezas sueltas dentro del conjunto se mantienen unidas, el cual hace las veces de pistón. El cilindro de balance evita la caída repentina del montaje del eje principal del poste cuando la presión sobre el chancador lo fuerza hacia arriba. El sistema dispone de un Indicador de presión, una válvula de retención y dos válvulas de alivio con el fin de aliviar las altas presiones en la línea de control Hidroset. Cuando el eje principal es forzado hacia arriba por los trozos de material inchancable, el cilindro de balance hace que el pistón siga el eje principal hacia arriba y lo ayude a bajar a su posición original. En condiciones normales de operación, el cilindro de balance contiene una cantidad fija de aceite y nitrógeno. El cilindro de balance contiene nitrógeno a una presión de 105 psi. (724 KPa).

US4027825A (Allis Chalmers Corp) se refiere a la remoción de un montaje excéntrico por operación del pistón del eje de la cabeza del chancador que ejerce una fuerza que empuja hacia arriba y simultáneamente aplica fluido de alta presión para el alojamiento del cojinete exterior excéntrico.

US6648255B2 (Metso Minerals Industries Inc) se refiere a un mecanismo anti-giro que tiene un limitador de par para chancador de cono. El mecanismo excéntrico puede acoplarse al cabezal, tiene un embrague unidireccional que puede acoplarse al eje y un embrague limitador del par de fricción ubicado del cabezal y acoplado entre el cabezal y el embrague unidireccional.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Figura 1 Muestra partes principales del sistema de chancado, y tareas de la mantención principal del cambio de poste.

Figuras 2A-2C Muestra el chancador primario y sus componentes principales, en vista frontal (Fig. 2A), en sección transversal (Fig. 2B) y sólo el poste (2C).

Figuras 3A y 3B Muestra el presente dispositivo de posicionamiento de poste cónico en buje excéntrico de chancador primario (Fig. 3A) y una vista superior del interior de la excéntrica (Fig. 3B).

Figura 4 Muestra el montaje del presente dispositivo de posicionamiento de poste en buje de la excéntrica de chancador primario.

Figuras 5A-5C Muestra secuencia de montaje del presente dispositivo en el poste cónico, cuando se encuentre sin montar (Fig. 5A), siendo trasladado al poste (5B) e instalado en el poste (5C).

Figuras 6A-6C Muestra la parte superior del presente dispositivo con más de un par de amortiguadores superiores y muestra como el sistema de agarre de la parte superior del dispositivo se fija mediante un medio de fijación tipo pasador al medio de agarre de la parte superior del poste. Primero el dispositivo se ubica en calce con el poste (Fig. 6A) para luego fijar el pasador (Fig. 6B) y que ambos medios de agarre, del dispositivo y del poste, se mantengan unidos (Fig. 6C).

Figuras 7A-7E Muestra el dispositivo unido al poste sobre el buje de la excéntrica (Fig. 7A), sobre el buje de la excéntrica en una vista superior (Fig. 7B) y bajando hacia el buje de la excéntrica (Fig. 7C). Muestra el dispositivo unido al poste sobre el buje de la excéntrica (Fig. 7D) e instalado en el buje excéntrico (Fig. 7E) para luego retirar el dispositivo soltando el pasador y enganchando por el medio de agarre solo el dispositivo para que la grúa lo retire, alzándolo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El presente invento se relaciona con un dispositivo (1 ), sistema y método para corregir en tiempo real y en forma autónoma, la posición del eje de un poste (2) de cuerpo cónico en un buje de la excéntrica (3) de un chancador giratorio (4) excéntrico, con el fin de montar correctamente el mismo, en el buje de la excéntrica, después de haber realizado la mantención del chancador giratorio.

El presente dispositivo (1 ) para corregir en tiempo real, la posición del eje de un poste (2) de cuerpo cónico en un buje de la excéntrica (3) de un chancador giratorio (4) excéntrico, comprende: al menos un par de amortiguadores regulables superior (5, 6) y al menos un par de amortiguadores regulables, opuestos, inferior (7,8), donde dicho par de amortiguadores regulables o de recorrido variable tienen ubicaciones opuestas entre sí, y se contraen o extienden, en forma independiente, uno del otro. Además, dichos pares de amortiguadores regulables, opuestos, superior (5,6) y dicho par de amortiguadores regulables, opuestos, inferior (7,8), pueden estar ubicados en forma paralela o perpendicular, entre sí.

El dispositivo (1 ) además comprende un medio de control (4), y con ello, elimina el riesgo de carga suspendida para la persona que guía o el guía humano del montaje de tradicional del poste. Dicho medio de control (10) regula mediante medios de regulación (1 1 ), el recorrido de cada amortiguador, en forma independiente, uno de otro. Los medios de regulación (1 1 ) se activan según medio de control (10) lo comande, esto es conforme al procesamiento de las imágenes obtenidas desde los medios de captura de imagen (12).

Los cilindros de los amortiguadores se recogen o expanden, según sea necesario, para asegurar el ingreso correcto del poste (2) en el buje de la excéntrica (3). Lo anterior, sin aporte de energía al fluido del cilindro, lo que tradicionalmente se usa para modificar su posición. La corrección de posición de los cilindros de amortiguadores se alcanza sólo acción de la gravedad, abriendo y cerrando mediante electroválvulas (medios de regulación) accionadas por el medio de control (4).

Por otra parte, el medio de control (4) controla el medio de regulación (11 ) para que actúe sobre cada cilindro de amortiguador, en forma independiente, activando y/o desactivando las electroválvulas de uno y el otro opuesto, según se requiera. A modo de ejemplo, si se requiere que el poste baje sin inclinación hacia el interior del buje de la excéntrica, reduciendo o aumentando la distancia entre la pared interior de la excéntrica y el dispositivo (1 ) la electroválvula se cierra o abre respectivamente para permitir la contracción o extensión del cilindro del amortiguador. De esta forma, el medio de regulación (11 ) o actuador asegura una ruta de descenso esencialmente vertical o recta del poste (2) sin que este choque contra las paredes interiores de la excéntrica.

El dispositivo (1 ) asimismo comprende al menos un medio de captura de imágenes (12) que envía información continua o imágenes que son procesadas por un servidor central (14) y este envía una respuesta con indicaciones al medio de control (4) para actuar sobre los medios de regulación (11 ). La información se envía desde el medio de control al servidor central (14) y de vuelta mediante medios de comunicación inalámbrica (13), preferentemente, medios wifi.

Dicho al menos un medio de captura de imágenes (12) se ubica en al menos uno del par de amortiguadores, regulables, inferiores (7,8) y se orienta hacia el interior de la excéntrica (3) del chancador giratorio (4). El medio de captura de imágenes (12) puede ser una cámara, y se fijan a dicho al menos un amortiguador regulable inferior mediante un medio de fijación (17) que fija la cámara al amortiguador, en un extremo, y permite la regulación del ángulo de captura de imagen de la cámara, en el otro extremo. El dispositivo (1 ) igualmente comprende medios de suministro de energía (8) y un medio de agarre (15) superior mediante el cual una maquinaria tipo grúa (18) puede sostener o ¡zar, el dispositivo (1 ) para luego gradualmente subirlo, bajarlo o desplazarlo hacia la izquierda o derecha, o hacia adelante y atrás, según se requiera, para lograr el montaje o instalación del poste (2) en el chancador giratorio (4). El medio de agarre (15) se ubica en forma centrada en la parte superior del dispositivo (1 ), y puede recibir, por ejemplo, al menos un gancho de una grúa de levante, y se fija al poste (2) en el medio de agarre superior de este mediante un pasador (19) que permite mantener unidos, el poste (2) con el dispositivo (1 ), durante el izaje de la grúa, que los sostiene desde el medio de agarre del poste (2).

Opcionalmente, el dispositivo (1 ) puede comprender uno o más pares de amortiguadores regulables, opuestos, ubicados entre dicho al menos un par de amortiguadores regulables, opuestos, superior (5, 6) y dicho al menos un par de amortiguadores regulables, opuestos, inferior (7, 8).

El manto del cuerpo cónico es de acero, del tipo estructural soldable, específicamente pueden ser en calidades, A-36, A37-24, SAE 1020, entre otras que tengan características y propiedades similares a aquellas nombradas.

Los demás componentes del dispositivo según se indicaron antes y que se puedan soldar (elementos estructurales, elementos de izaje, refuerzos, entre otros), también son de acero, del tipo estructural, específicamente pueden ser en calidades A-36, A-37-24, SAE 1020, entre otras que tengan características y propiedades similares a aquellas ya nombradas.

Para aquellos componentes como aquellos cuyo objetivo es la conexión como el pasador que conecta el manto del cuerpo cónico con el poste, el material es de acero, aunque de un acero que permita lograr el propósito, a modo de ejemplo, acero 1040.

El servidor central procesa la imagen completa capturada por los medios de captura de imágenes, y no utiliza una imagen referencial, ya que cuenta con una batería de cerca de al menos 800 imágenes base que luego fueron modificadas en brillo usadas en un algoritmo de entrenamiento, generó imágenes modificadas en brillo, aumentando en aprox. 70 veces las imágenes de una librería de imágenes de la excéntrica que fue usada para entrenar a la máquina a reconocer las características de interés de la excéntrica, las que serán usadas para detectar e identificar mediante patrones, preferentemente el área de la imagen captura, la ubicación del poste.

El sistema para corregir en tiempo real y en forma autónoma, la posición del eje de un poste (2) de cuerpo cónico en un buje de la excéntrica (3) de un chancador giratorio (4) excéntrico, comprende: el dispositivo (1 ) antes descrito y un servidor central (14) al cual los medios de control (4) le envían información de las imágenes capturadas por los medios de captura de imagen (12), y medios de comunicación inalámbrica (13), preferentemente, medios wifi, que permiten el envío de información de los medios de control (4) al servidor central (14). Método para corregir en tiempo real y en forma autónoma, la posición del eje de un poste (2) de cuerpo cónico en un buje de la excéntrica (3) de un chancador giratorio (4) excéntrico, que comprende las siguientes etapas: a) posicionar el dispositivo (1 ) antes descrito sobre dicho poste (2) para luego dejarlo descender sobre este, alcanzando el calce entre ambos, dicho poste (2) y dicho dispositivo (1 ), y de modo que los medios de agarre (15) de la parte superior de dicho poste (2) permiten la ubicación de un pasador (16) que mantiene unido a dicho poste (2) y dicho dispositivo (1 ), y dicho medio de agarre superior del poste (2) además permite el enganche de una grúa que lo izará para luego ubicarlo dentro de la excéntrica (3), b) levantar y trasladar mediante una maquinaria de levante tipo grúa, en forma conjunta, dicho dispositivo (1 ) y dicho poste (2) sobre el buje de la excéntrica (3) del chancador giratorio primario (4), izándolos desde el medio de agarre (16), y luego de posicionarlos centradamente sobre la excéntrica (3) para luego hacerlos descender lentamente hasta montar el poste (2) en el buje de la excéntrica (3) mientras medios de captura de imágenes (12) captura en forma continua imágenes del interior de la excéntrica, y envían la misma al medio de control (4) desde donde se envían a un servidor central (14) mediante medios de comunicación inalámbrica (13), preferentemente wifi, y luego se devuelve de este y por el mismo medio de comunicación inalámbrica, en respuesta a la información recibida de las imágenes capturadas por el medio de captura de imágenes, señales para el medio de control que les permiten regular los medios de regulación (12), y con ello, recoger o extender el recorrido de cada amortiguador, en forma independiente, según se requiera para corregir la bajada del poste (2) en la excéntrica (14), y así asegurarse que baja de forma centrada, lo que permitirá lograr el correcto montaje del poste (2) en la excéntrica (3), y c) liberar el poste del dispositivo (1 ) cuando el poste (2) ha sido montado completamente sobre la excéntrica, y retirar el dispositivo alzándolo con la grúa.