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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR CONTROLLING THE SPEED OF ELECTRIC LOCOMOTIVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/078744
Kind Code:
A1
Abstract:
When speed control was developed for mining locomotives, a technology was used that at the time offered a solution, but today, mining operation conditions everywhere, in all countries, have completely changed. The purpose of the invention is to eliminate and/or reduce the shortcomings of the conventional control systems, which are as follows: Contact opening and closing principles for changing the speed of the DC motors of locomotive equipments. Contacts are opened and closed when speed is changed during operation, which changes cause current pulses, since the DC motor for a moment receives no energy during a time delta. The contacts are opened and closed by means of a camshaft. Innumerable mechanisms are used to open and close the various contacts, making them more vulnerable, both as a result of wear and of the continuous movements carried out in these control systems. In addition, the large number of components implies a larger space for the components and greater problems because of the number of components. More specifically, the present invention describes a speed control system for electric locomotives involving different mechanical and electrical engineering principles. The structure comprises the following components: a plurality of fixed boards having conducting elements concentrically arranged (in a single fixed plane) around an axis of reference perpendicular to the plane of the boards; the boards are separated by a suitable radial distance, at the same distance from each other. The system also comprises one or two movable boards (of the same conducting element) that are located in another plane that is parallel to the plane of the fixed board and that rotate about the same axis of reference and at the same radial distance as the fixed boards. The invention controls the speed of the locomotive by radially sliding the movable boards over each of the fixed boards, thus changing the travelling speed.

Inventors:
CÁRDENAS DE LA TORRE ANTONIO (PE)
Application Number:
PCT/PE2018/000026
Publication Date:
April 25, 2019
Filing Date:
October 17, 2018
Export Citation:
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Assignee:
CARDENAS DE LA TORRE ANTONIO (PE)
International Classes:
B60L15/04
Foreign References:
CN2456958Y2001-10-31
CN105691240A2016-06-22
US20060083490A12006-04-20
US5571999A1996-11-05
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Claims:
REIVINDICACIONES

1 o.- "Dispositivo para Controlar la Velocidad de Locomotoras Eléctricas" con motores de Corriente Continua, que comprende de Una Plataforma aislante (2) fijada perpendicuiarmente y centrada a un Eje vertical tubular de referencia (1 ) por cuyo espacio axial pasa el conductor de energía, este eje tubular de referencia tiene una base adecuada para que em bone y se asiente sobre otro eje tubular vertical que es parte del recipiente de protección (7), y se fija a éste recipiente; asimismo, en esta plataforma aislante fija tienen instalados en su cara superior una pluralidad de platinas fijas de un elemento conductor (4), idénticos en forma y dimensiones apropiadas y a una m isma distancia radial respecto al eje de referencia; y entre cada platina fija vienen instalados eléctricamente las resistencias con que viene cada locomotora; del mismo modo hay otra plataforma aislante móvil (3), encima y paralela a la plataforma fija, que tam bién tienen instalados en su cara inferior una pluralidad de platinas del m ismo elemento conductor (4m) y que están conectados con el conductor de energía (9) que sale del espacio axial y por la parte superior del eje de referencia, estas platinas móviles son idénticos en forma con respecto a las demás platinas fijas pero de dimensiones apropiadas, así tam bién están a la misma distancia radial que las platinas fijas.

2°.- "Dispositivo para Controlar la Velocidad de Locomotoras Eléctricas" según la Reivindicación 1. Está Caracterizado porque las platinas móviles se ubicarán frente a las platinas fijas; de tal modo que las platinas móviles puedan deslizarse a una determinada presión de contacto (mediante resortes) sobre cada una de las platinas fijas, esto perm itirá un buen contacto permanente entre ambas platinas cuando se gira, eliminando así los pulsos altos de corriente y de este modo se realiza los cambios de velocidad al pasar por cada platina fija.

3°.- "Dispositivo para Controlar la Velocidad de Locomotoras Eléctricas" según la reivindicación 1 y 2. Com prende un brazo metálico (14) que sujeta a la plataforma aislante móvil y este brazo está fijado a un eje-suple tubular giratorio (15) de longitud apropiada y, a una distancia apropiada de su extremo superior, hay un orificio de salida para el conductor eléctrico; este eje-suple está em bonado al eje de referencia (1 ) medíante un rodamiento axial (16) para permitir el giro. El recipiente posee una tapa (7 a) y por cuya parte central sobresale la parte ciega del eje-suple, y encima de este eje-suple se embona un manubrio el cual está asegurado por pernos de sujeción, para realizar ef movimiento de giro deseado.

4°.- "Dispositivo para Controlar la Velocidad de Locomotoras Eléctricas" según la reivindicación 1 y 2. Comprende una base de forma de embudo cónico (12) sentada y fijada al eje tubular metálico de referencia (1 ); esta base cónica soporta a la plataforma aislante fija (2).

5o.- "Dispositivo para Controlar la Velocidad de Locomotoras Eléctricas" según la reivindicación 3 y 4. comprende un recipiente metálico hermético a prueba de fugas e ingreso de agua y polvo y que protege a los componentes del Dispositivo y en cuya base interna y central del recipiente, hay un eje tubular vertical que es parte de este recipiente, donde descansa la base del eje tubular de referencia, y por este orificio axial de la base, ingresa el conductor de energía; Asimismo, en su pared lateral de este recipiente, se ubicarán respiraderos de presión de aire y/o aceite (19) y también terminales de conexiones eléctricas aislados(18).

Description:
"DISPOSITIVO PARA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE LOCOMOTORAS

ELÉCTRICAS"

a. - SECTOR TECNOLÓGICO La presente invención es un Dispositivo que sirve para controlar la velocidad de las locomotoras eléctricas que tienen motores de corriente continua y se encuentra dentro del campo Técnico de Transporte en el Sector Minero Metalúrgico.

b. - ESTADO DE LA TECNICA en la actualidad según el documento D1 existe la patente RU 22008529 que hace referencia al Invento más cercano al Invento propuesto; este documento D1 señala lo siguiente, según su contenido:

b.1.- MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA COMENZAR Y REGULAR LA VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN DEL TREN DC ELÉCTRICO

RESUMEN RU2208529

CAMPO: transporte ferroviario. SUSTANCIA: de acuerdo con la invención, para arrancar los motores de tracción de la serie de tren eléctrico se conectan en la primera etapa a la salida de la fuente de baja tensión a la máxima corriente a través de los devanados del polo principal, y el voltaje se incrementa continuamente en los devanados de la armadura al aumentar la velocidad de conducción. En la segunda etapa de arranque, la corriente a través de los devanados del polo principal se reduce continuamente al aumentar la velocidad de conducción manteniendo la corriente a través del devanado del inducido a nivel preestablecido. En el tercer paso final de arranque, la corriente a través de los devanados del polo principal se incrementa hasta el valor en el que la fem de motores de tracción sube a un valor igual al valor de la tensión del sistema de contacto y los motores de tracción están conectados al terminal acoplado con el sistema de contacto. Dispositivo para la implementación del método propuesto contiene convertidor semiconductor de tipo inversor con salida de baja tensión, convertidor para formar devanados de los devanados del polo principal del motor de tracción, cambio de semiconductor, comparador de voltaje y sistema de contacto y captador de voltaje del motor de tracción que contiene resistencias. Los motores de tracción están conectados con la salida del convertidor a través del conmutador y los devanados del polo principal están conectados en serie con el circuito de bobinado del inducido y con la salida del convertidor. EFECTO: reducción de las pérdidas de energía, mejora de las condiciones de arranque. 3 el, 2 dwg.

b.2.- RESPECTO A LA PATENTE RU2208529

El presente invento denominado "Dispositivo para Controlar la Velocidad de locomotoras eléctricas", NO TIENE NADA QUE VER con los com ponentes como Convertidor Sem iconductor, Etc. del invento RU2208529; por tal razón difiere del anterior; asimismo, el procedimiento mencionado es de uso general universal, dado por las fórm ulas físicas de circuitos en máquinas eléctricas. Las reivindicaciones señaladas en el estado de la técnica anterior, no se relaciona en nada al invento propuesto, porque el Dispositivo para Controlar la Velocidad de locomotoras eléctricas solo utiliza "PLATINAS DE UN ELEMENTO CONDUCTOR QUE SE DESLIZAN" bajo un Sistema Mecánico para conseguir los cambios de Velocidad.

b.3. - RESPECTO A LOS CONTROLES EXISTENTES EN EL SECTOR MINERO ACTUAL.

Analizando los antecedentes aquí en Perú, precisamos que los controles existentes en toda operación minera del tipo convencional, son por el principio de apertura y cierre de contactos por medio de un árbol de levas. Y para iniciar la marcha y cambiar la velocidad de estas locomotoras, se consigue haciendo girar mecánicamente un árbol de levas y estas levas realizan la secuencia de aperturas y cierres de contactos según la velocidad requerida.

En estos controles clásicos sometidos a la condición de abrir/cerrar contactos, se generan pulsos de corriente; porque la operación es continua y en el momento donde los contactos cerrados pasan a posición de "abierto", hay un delta de tiempo como si fuera una alta resistencia y es allí justamente donde se dan los pulsos de alta corriente, hasta que el sistema queda totalmente sin energía y cuando vuelve a "cerrarse" el contacto, hay otro pulso de corriente porque regresa la energía y encuentra al circuito como si estuviera a plena carga. PROCEDIMIENTO DE COMO SE REALIZA LOS CAMBIOS DE VELOCIDAD EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA CON LOS CONTROLES EXISTENTES EN EL ÁMBITO MINERO ACTUAL.

Las evaluaciones de ingeniería Técnica y Económica del trabajo diario de las dificultades que se presentaban con el estado de la Técnica anterior de nuestra operación minera, así como en las diversas minas de otros países; se notaba que los problemas en el Control de velocidad repercutían en los costos de producción de mineral ; esto nos ha motivado a Investigar y desarrollar esta invención y para evaluar el estado de la técnica, vamos a tomar un control (que tam bién se evaluó para efectos de una explicación sencilla) y que, a nuestra opinión, fue el menos com plicado de todas las marcas de controles existentes; pero que el resto de controles tienen el mismo principio de abrir/cerrar contactos.

Para este caso nos vamos a referir al Control denominado CLASICO 1 y lo vamos a analizar desde el 1 o punto de velocidad hasta el último punto de velocidad, mediante las figuras que se anexan para que sea más evidente este análisis. Posición Neutro. Donde la locomotora no se m ueve y está en reposo. Allí todos los contactos están abiertos; 6 contactos fijos y 6 móviles. Según la Figura 4

PROBLEMAS MAS COMUNES ENCONTRADOS EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA, DE LOS CONTROLES ACTUALES EN EL AMBIENTE MINERO. 1 o . - Cuando se inicia el 1 ° pto. de velocidad (del control CLASICO 1 mencionado anteriormente), el Amperaje que pasa a través del conductor es la máxima corriente, porque allí están trabajando toda la resistencia externa de la locomotora están enseriados con las bobinas del motor. Esto sucede con cualquier marca y tipo de control. Pero cuando pasa a la 2°, 3° y 4° velocidad, no existe problema alguno porque se van cerrando contactos y la corriente va dism inuyendo y simultáneamente la Tensión Continua va aumentando al motor eléctrico, hasta llegar al Voltaje nominal.

De acuerdo a las fórmulas físicas y matemáticas que es de uso general y universal, se determina que la Velocidad del motor es directamente proporcional a la tensión continua que le llega al motor. El problema surge cuando se quiere llegar a la velocidad económica y es por ello que en el 5° punto de tránsito (que no es la 5° velocidad), hay un momento en que el contacto N° 2 tiene que abrirse para que cierre el contacto N° 5 y es justamente en ese diferencial de tiem po ai abrirse el contacto, donde se produce un pico de corriente alto, fuego el motor queda sin energía porque se abrió súbitamente dicho contacto y este pulso de corriente produce una gran flama como si fuera un proceso de soldadura; esta gran flama es atenuada por los protectores de flama que se vieron en el piso; es así que solo por inercia la locomotora sigue moviéndose hasta que se cierre el contacto N° 5 produciéndose otro pulso por entrar la energía a plena carga. Así se llega al 5° punto de velocidad. En las 8 horas de trabajo existirán un promedio de 50 Picos de corriente que evidentemente ocasionan daños a los contactos fijos y móviles, al aislamiento del motor y sobre todo el efecto joule ocasiona afloje de pernos de los distintos contactos. Existen otros controles donde las aperturas y cierres de contactos se presentan en varios puntos de velocidad produciéndose mayores pulsos de corriente. Haciendo más crítico las fallas mencionadas.

2°. - La Figura 4, que está en la Posición Neutro, observamos que hay infinidad de com ponentes y que además el desarmado y armado para alguna reparación; requiere de conocimiento y habilidad de cómo iniciar esta intervención y luego conocer los grados de ajuste y tolerancias sobre la nivelación de los m ismos. Esto dificulta la facilidad y agilidad de las reparaciones cuando estamos en un proceso de producción continua, por las fallas que se presentan. Es decir; a más com ponentes, se presentarán más fallas por desgaste y a más fallas, más problemas de producción y más costos.

Para la investigación, se analizaron los diferentes esquemas eléctricos que se ha levantado de los distintos controles existentes del análisis realizado en diversas minas nacionales y de otros países; estos planos tenían un objetivo para el análisis técnico de saber qué cantidad de aperturas y cierres de contactos se dan en el cambio de velocidad de los diversos tipos de controles existentes, así como la cantidad de ítems en com ponentes más importantes que tiene cada modelo de control. Esta evidencia era uno de las causas para esta investigación y la necesidad de solucionar y que ahora lo hemos desarrollado y plasmado en este desarrollo tecnológico.

En la siguiente Tabla 1 , se han evaluado la cantidad de ítems de componentes con que cuenta los diversos modelos y tipos de control analizado, de diversas locomotoras existentes en el ám bito minero; éstas son las siguientes: TABLA DE CANTIDAD DE COMPONENTES QUE TIENE LOS DISTINTOS TIPOS DE CONTROL

ANEXO II DATOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS DE LOS DIVERSOS CONTROLES EXISTENTES

Tabla N° 1 * usa contactores, no se toma en cuenta

3 o . - La mayoría de las fallas presentadas son por aflojamiento de componentes ajustes y tolerancias por el m ismo trabajo y más por el efecto Joule; deterioro de contactos por los pulsos de corriente y por la calidad de los m ismos, ocasionando reparaciones continuas y/o mantenimiento más continuo de sus componentes.

4 o . - Para que una mina sea ágil en las intervenciones, los técnicos tenían que contar con los debidos repuestos en stand by, por ello el costo por mantener un stock crítico, es considerable porque justamente hay muchos componentes como un rompecabezas y a veces por un perno de apriete que salió fundido, no se puede conseguir en el interior de m ina, si es que no hay almacén dentro de mina. Y si una mina tiene equipos de diversas marcas, se hace más com plicado su almacén y el control de sus costos.

5°. - Una de las razones que dificulta la operación con estos tipos de controles clásicos, es también la falta de capacitación y el conocimiento del proceso de ensamblaje de estos controles y más aún, al tener tantos componentes; sin querer se comete error en la posición del cómo estaban colocados y cuál era la tolerancia en los ajustes y aprietes de los com ponentes. 6 o . - Todos los tipos de controles utilizan contactos fijos y móviles en mayor o menor cantidad y si hablamos del tipo de control hemos analizado los Controles G.E, donde se tiene 126 componentes y realmente son demasiados, Los contactos, solo se diferencian de su forma y tamaño solo por las marcas de los proveedores. Aquí en Perú NO EXISTE un diseño propio de UN CONTROL que se haya elaborado en base a un análisis de nuestra realidad operativa, casi la mayoría de las empresas peruanas que suministran, reparan o fabrican controles; solo hacen un COPY de los controles existentes que desde los años 1970 eran importados de otros países.

7°. - En casi la mayoría de controles se nota que usan uno o dos árboles de levas, justamente para conseguir la apertura y cierre de contactos deseados, la inversión de marcha, etc. ; pero la fabricación de este árbol de levas en caso de dañarse, ya no se puede reparar y solo necesita cambio con el consiguiente costo que representa.

8 o . - Otra particularidad de los controles analizados del tipo G.E., se observa que; el cam bio del sentido de marcha está en el mismo recorrido y se puede hacer tirando el manubrio que está en la posición adelante, rápidamente hacia atrás y este cam bio brusco del sentido de marcha (pasar de marcha adelante a marcha reversa) a una determinada velocidad, ha generado rotura de ejes; ésta es otra dificultad de los controles clásicos como el mencionado.

Sin em bargo, todos estos controles existentes, NO resuelven los problemas de "Los Pulsos de corriente" y las fallas que originan por desgaste por esta acción de aperturas y cierres de contactos, este problema es similar en el resto de controles analizados.

c- DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un Dispositivo para Controlar la velocidad de locomotoras eléctricas. Que tiene una Característica importante; donde una o dos platinas móviles de un elemento conductor, se harán deslizar mecánicamente sobre cada una de la pluralidad de platinas fijas. Señaló tam bién que la(s) platinas móviles son las portadoras de energía continua a todo el sistema.

Con este deslizamiento de platinas, se consigue dos objetivos muy importantes; una de ellas es eliminar por com pleto los pulsos de corriente, ya que la energía al sistema es permanente. Esto no ocurría con la técnica anterior, ya que se producía pulsos de corriente por abrir y cerrar contactos y que esto producía las consiguientes fallas por desgastes y demás efectos. El segundo objetivo es; el deslizamiento de las platinas móviles sobre las platinas fijas; definen los cam bios de velocidad ; asimismo, la cantidad de puntos de velocidad lo define la pluralidad de platinas fijas existentes.

Para que las condiciones anteriores sean como tal, vamos a mencionar la disposición y la mecánica de cómo están conformados este invento, y son como sigue:

Se tiene una plataforma aislante que está fijada de forma perpendicular y centrada, a un eje tubular metálico de referencia; este eje vertical de referencia tiene una base adecuada para que em bone y se asiente sobre otro eje tubular vertical que es parte del cuerpo del recipiente metálico de protección; asimismo, se tiene otra plataforma móvil (es móvil en giro porque está sujetado mediante un brazo a un eje-suple tubular giratorio) sujetado a un eje-suple giratorio y éste a la vez está embonado al eje tubular de referencia por su parte superior; mediante un rodamiento axial para permitir el giro. La plataforma móvil está ubicada de forma paralela a la plataforma fija, pero a una distancia axial apropiada. La plataforma fija descansa sobre una base cónica concéntrica el cual está fijado al eje de referencia, por medio de pernos.

Se tiene las platinas Fijas separadas adecuadamente por espacio libre o material aislante a una misma distancia entre ellas, éstas platinas mencionadas están instaladas en la cara superior de la plataforma fija, de forma circular respecto al eje de referencia; del mismo modo, las platinas móviles están instaladas sobre la cara inferior de la plataforma móvil, de forma circular (con el mismo radio que las platinas fijas) respecto al mismo eje de referencia, y para que el deslizamiento sea efectivo; ambas plataformas deben estar a una distancia axial adecuada; de tal modo que permita el deslizamiento (con el giro) y buen contacto por medio de resortes de presión de las platinas móviles sobre las fijas. La forma de las platinas móviles son idénticas a las platinas fijas, pero, sus dimensiones de las platinas móviles son apropiadas para mantener contacto entre dos platinas fijas contiguas.

La particularidad de que todos los ejes mencionados sean tubulares, es para facilitar que por este espacio axial ingrese un conductor eléctrico para llevar energía continua hasta las platinas móviles. Las paredes del eje tubular deben estar aislados contra la energía.

Este Invento comprende de lo siguiente: a. - Plataforma aislante de posición Fija. b. - Eje tubular metálico de referencia, de posición vertical y fija, c- Conductor Eléctrico de hasta 600 V DC. d. - Recipiente metálico hermético con tapa, en cuyo fondo interior posee un eje tubular vertical de longitud apropiada, con orificio centrado de salida al exterior. e. - Platinas de un elemento conductor, de posición Fija. f. - Plataforma aislante Móvil. g. - Platina(s) del mismo elemento conductor, Móviles. h. - Brazo metálico de Sujeción de la plataforma aislante Móvil. i. - Eje-suple tubular metálico, Giratorio. Con orificio de salida para conductor eléctrico, j.- Rodamiento interno axial, del eje suple k.- Base tipo embudo cónico.

I.- Terminales de conexión. m.- Manubrio. n.- Resortes de Presión ñ.- Respiradores ó válvula de alivio. a. - Esta plataforma aislante de posición Fija (2), son perpendiculares a! eje tubular de referencia (1 ) y contienen las seis platinas de posición fija (4). b. - El eje tubular metálico de referencia, de posición vertical que tiene una configuración y dimensiones apropiada para que, en su extremo inferior, se fije al recipiente de todo el conjunto por medio de pernos. El interior del eje debe estar aislado eléctricamente. c- El hecho de que el eje metálico de referencia sea tubular, otorga una ventaja; ya que por ella pasará el conductor apropiado para llevar energía a los motores de Corriente Continua por medio de las platinas móviles. Este interior del eje, debe estar aislado eléctricamente. d.- El recipiente es metálico y hermético a prueba de fugas e ingreso de agua y polvo y que protege a los com ponentes del Dispositivo mecánico inventado. En la parte interna de dicha base y centrado, hay un eje tubular vertical de longitud apropiada (con salida al exterior), donde descansará la base del Eje tubular metálico de referencia; Asimismo, en su pared lateral de este recipiente se ubican respiraderos de presión de aire y/o aceite y tam bién terminales de conexiones eléctricas aislados. Las paredes del espacio tubular están aisladas eléctricamente. e. - Estas platinas de posición fija, son de hasta 6 unidades de forma idénticas y dimensiones apropiadas (separadas adecuadamente a igual distancia entre ellas), Estas platinas están fijadas en su cara superior de la plataforma aislante fija, y a una distancia radial apropiada del eje tubular de referencia. Entre las platinas fijas, están conectadas eléctricamente las resistencias con que viene cada locomotora. f. - Esta plataforma aislante Móvil, son las que giran alrededor del eje tubular de referencia y están posicionadas encima y paralela a la plataforma fija. Con el giro, facilita la sincronización del área de contacto entre dichas platinas fijas con las platinas móviles. g.- Estas platinas móviles son de hasta 2 unidades, idénticas a las platinas fijas y de dimensiones apropiadas para mantener contacto entre dos platinas fijas contiguas, y están fijadas en la cara inferior de la plataforma aislante móvil y a la m isma distancia radial que las platinas fijas; de tal modo que se puedan deslizar sobre las platinas fijas. Esta similitud de las platinas tiene una ventaja de permitir una mayor área de contacto entre platinas, para facilitar el deslizamiento y la transferencia de energía. h.- Este brazo metálico de sujeción, asegura a la plataforma móvil para que pueda transmitir su movimiento de giro; éste brazo a la vez está fijado a un eje-suple tubular giratorio por medio de pernos.

i.- Este Eje - suple tubular metálico Giratorio. Es un eje de longitud apropiada y en cuyo espacio tubular axial, se ubica el rodamiento; este eje-suple tubular está instalado axialmente en la parte superior del eje tubular de referencia a través de rodamiento; asimismo a una distancia apropiada del extremo superior de! eje de referencia, posee un orificio apropiado, para que salga el conductor eléctrico, dicho extremo superior del eje de referencia es com pletamente ciego; para que en ella se embone un manubrio fijado con pernos. El espacio tubular de! eje-suple, sirve para que a través de ella pase el conductor eléctrico por lo que deben estar aisladas eléctricamente.

] ' .- El rodamiento existente entre el eje-suple tubular y el eje tubular de referencia, otorga libertad de giro. Este componente es el único mecanismo para el movimiento de las platinas móviles. k.- Esta base tipo em budo cónico, soporta a la plataforma fija, así también esta base cónica está asegurada al eje principal tubular de referencia.

1.- Los Terminales de conexión exterior, están aisladas y aseguradas en la pared del recipiente; y a través de estos terminales se conectan eléctricamente las resistencias y en la parte superior de la pared del recipiente, también se ubican los respiraderos y/o válvula de alivio. m.- Manubrio. Este com ponente está montado y asegurado en la parte superior del eje-suple por pernos. Este manubrio es el componente que hará girar las platinas móviles y Debajo de este manubrio se ubica la tapa del recipiente que brinda hermeticidad. n.- Resortes de presión, sirven para mantener una buena presión de contacto de la(s) platinas móviles, sobre las platinas fijas. Estos resortes están ubicados en los pernos de sujeción de la plataforma móvil. ñ.- Respiraderos o válvulas de alivio, las cuales sirven para evitar que el recipiente este presurizado por el efecto calorífico del efecto joule. VENTAJAS DE ESTE DISPOSITIVO PARA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE LOCOMOTORAS ELÉCTRICAS. 1. - Se eliminan por completo los Pulsos de alta corriente, debido a que ahora el contacto es permanente con el deslizamiento de las platinas móviles sobre las platinas fijas. De este modo se eliminan las fallas que estos pulsos ocasionaban y demás efectos. Cuando me refiero al "Deslizamiento de platinas", estos deslizamientos pueden ser circulares o lineales.

2. - Los distintos ejes tubulares existentes en este dispositivo, permiten que, por su espacio axial libre, pase el conductor de corriente continua. Por ello están aislados eléctricamente las paredes internas de estos ejes tubulares. 3.- El recipiente hermético brinda seguridad para la protección de los com ponentes de este dispositivo; asimismo, puede contener aceite dieléctrico para refrigerar sus com ponentes cuando se trate de locomotoras mayores a 20TN.

4. - El dispositivo concebido, tiene un solo mecanismo que es el eje-suple giratorio.

5. - Las platinas tienen características apropiadas para una buena dureza y capacidad de transmitir energía al sistema.

6. - Posee conexiones más sencillas, cosa que no ocurría con la técnica anterior; una evidencia era que el revisar el circuito del cableado, tenías que retirar la tapa posterior de todo el control clásico y para retirarlo, se tenía que desarmar los pernos de anclaje de toda la estructura del control (que se encuentran en la parte inferior del chasis); y el espacio del chasis al piso es de solo 15-20 cm. dificultando y dilatando más el trabajo.

En cam bio, con nuestro invento; solo retiras una tapa sencilla y se llega a los terminales de conexión del cableado, sin tener que retirar la estructura completa.

El invento concebido, involucra también una menor logística en stock de componentes; del m ismo modo su proceso productivo es más viable por la sencillez y la menor cantidad de com ponentes.

Por esta simplicidad del diseño podemos señalar que nuestro invento tiene entre 20 a 30 componentes Vs. la técnica anterior que tiene entre 51 -128 com ponentes y puedo afirmar que nuestro dispositivo tiene menos componentes en elementos transmisores de energía como son las platinas Vs. La cantidad de contactos fijos y móviles de la técnica anterior, en el siguiente rango. CON NUESTRO DISPOSITIVO, SE TIENE LA CANTIDAD PROMEDIO DE COMPONENTES QUE SON COMO SIGUE:

Locomotoras que poseen un solo motor 20-24 componentes

Locomotoras que poseen Dos motores 20-30 componentes

Locomotoras que poseen un solo motor 5-7 platinas

Locomotoras que poseen Dos motores 7-12 platinas

7. - Es evidente que con las consideraciones anteriores conlleva a menores costos y una mejor productividad.

8. - Del mismo modo el tiempo promedio entre fallas será más amplia y con mejoras en la disponibilidad mecánica del equipo.

9. - El dispositivo concebido puede sustituir y aplicar a cualquier tipo de Control de cualquier marca y modelo usados por las Locomotoras Eléctricas existentes en el ambiente minero.

10. - El costo promedio de nuestro dispositivo concebido estimo que debe estar entre el 50%- 70% del costo de un control nuevo de la técnica anterior, como referencia, el costo de un control nuevo con la Técnica anterior está en el orden de $ 4,500-$4,800 USA.

Esto debido a que, al tener menos componentes, evidentemente su fabricación será más sencilla y económica. Esto permitirá obtener una simplificación en: procesos, instalaciones, reparaciones, materiales, costos en almacenes (menos ítems en stock), tiempo y horas hombre en comparación con la técnica anterior. Por lo tanto, simplifica trabajos y costos en el proceso de producción minera haciéndolo más eficiente en todo aspecto.

d.- EJEMPLOS PREFERIDOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL "DISPOSITIVO PARA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE LOCOMOTORAS ELÉCTRICAS"

Se tiene una Locomotora de 4 TN que tiene un motor de Corriente Continua (DC) de 7 HP, 50 V DC. Por lo que se tiene El Dispositivo que Controla en 5 puntos de Velocidad bajo el esquema según la Figura 3, en esta figura se tiene lo siguiente:

Nuestro Dispositivo cuenta con UNA plataforma fija con CINCO platinas fijas (equivalente a CINCO puntos de Velocidad). Donde el "0" (Cero) equivale al Punto Neutro o estático.

Este Dispositivo Tam bién cuenta con UNA plataforma móvil con UNA sola platina móvil.

Al inicio la platina móvil está separada (a una distancia apropiada) circunferencialmente de la 1 ° platina fija, (equivalente a decir que el 1 er extremo de la platina móvil está a 0 grados Sexagesimales o inicio del 1 er cuadrante). Según la figura 3

... Esto se debe a que este control está en la posición NEUTRO (figura 3)

y cuando se inicia el giro en sentido anti horario, la platina móvil se deslizará sobre la 1° platina fija y al hacer contacto con esta última; se inicia el movimiento como el 1 o punto de velocidad. De este modo va deslizándose hasta hacer contacto con la 2° platina fija, consiguiéndose el 2° punto de velocidad; siguiendo este giro se llega hasta la última 5 o platina fija donde se consigue la máxima velocidad económica, que es sinónimo de decir Resistencia en cortocircuito o CERO Ohmios.

Cuando regresamos en sentido horario, la platina móvil bajará la velocidad secuencialmente hasta sobrepasar a la 1 o platina fija, la velocidad disminuye así hasta llegar a la posición Neutro inicial, allí dejan de hacer contacto entre ellas. Por lo que la locomotora se detiene. e.- UTILIDAD DEL "DISPOSITIVO PARA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE LOCOMOTORAS

ELÉCTRICAS" Y LA SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS DEL ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR.

1.- La NOVEDAD, es el Trabajo de Deslizam iento de las Platinas móviles sobre las platinas fijas, cuya utilidad es eliminar los Pulsos altos de corriente; y esto se debe a que la longitud de la platina móvil mantiene el contacto en la siguiente platina fija antes de dejar la platina fija anterior; de esta forma la energía al motor se mantiene por cualquiera de las platinas contiguas y de este modo se soluciona el problema N° 1 o y 3 o señalado en los "PROBLEMAS MAS COMUNES ENCONTRADOS EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA" descritos en la PAG. 3, 4 y 5".

En los controles señalados en el estado de la técnica anterior "b.2.-", la desaparición súbita de energía se da en un delta de tiem po ( Λ t ) y esto ocurre en el momento de la apertura de los contactos; y por lo tanto habrá presencia de pulsos de corriente súbito por la desaparición y la aparición de la energía, según la fórmula física donde I = V/R, la "I" crece rápidamente con un Pulso alto de corriente cuando R es Cero, al momento de abrirse.

2. - La otra fortaleza del Dispositivo concebido, es la Sim plicidad en el Diseño de sus partes, por tener menos componentes y la Sencillez de su operación con un solo mecanismo de giro;

Esto facilita la reparación, mantenimiento, fabricación y ensamblaje de sus com ponentes. No hay tanta ciencia para resolver cualquier tipo de falla que se pueda presentar, ni tantos repuestos críticos que adquirir para reparar, pero sí habrá mayor rapidez en diagnosticar la falla eléctrica que pueda presentarse. Esto resuelve los problemas más comunes de los puntos 4°, 5 o , 6 o , 7° y 8 o señalados en los "PROBLEMAS MAS COMUNES ENCONTRADOS EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA" descritos en la PAG. 6".

3. - Esta Sim plicidad y Sencillez de este "Dispositivo", hace que su circuito eléctrico sea más sencillo para los mantenedores, porque no hay tantos com ponentes que puedan complicar la operación, ni tanto conocimiento que explicar y al haber menos componentes (según análisis definidos en la Tabla N° 1 ); habrá evidentemente menos fallas por desgaste de com ponentes. Y como consecuencia indirecta habrá menos costos y una mejor productividad.

Esto resuelve el problema 2 o del inciso señalados en los "PROBLEMAS MAS COMUNES ENCONTRADOS EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA" descritos en la PAG. 4".

4. - Su aplicación industrial es VIABLE porque la inversión es relativamente más económica por tener menos componentes y sobre todo com ponentes más sencillos; su producción será más viable y fácil, no existe mucha complicación, pero sí de precisión de un ensam blaje inicial.

Como referencia; el Costo de Un "Dispositivo para Controlar la Velocidad de locomotoras eléctricas" nuevo, Estimo como promedio que debe estar entre el 50% -70% del Costo de un Control con la Técnica anterior. Como referencia un control de 6 TN está aproximadamente $ 4,500 USA sin IGV.

5. - Es necesario señalar que este "Dispositivo para Controlar la Velocidad de locomotoras eléctricas" puede sustituir a cualquier otro tipo de control de cualquier marca y modelo existente, porque el control concebido es Estándar para motores DC, no im portando modelo ni marca. Asim ismo, se puede utilizar para el control de velocidad en grúas de izaje que poseen motores de corriente continua.

6. - Las características de este "Dispositivo para Controlar la Velocidad de locomotoras eléctricas" de mayor tonelaje, solamente son derivaciones de este principio y para ello se tiene una tabla de dimensiones de los componentes según los análisis de ingeniería en cada caso. 7.- Existen minas que poseen locomotoras de diversas marcas y modelos y capacidades y con el uso de este dispositivo en las diversas locomotoras, se podrán estandarizar e ir cambiando secuencialmente con el ahorro de costos correspondientes con la eliminación de los diversos ítems del stock de repuestos críticos de los controles tradicionales. f.- BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1.

La figura 1 representa una vista de corte frontal del "Dispositivo para Controlar la Velocidad de locomotoras eléctricas". Para comprender la descripción de la invención es necesario visualizar la posición de ¡as platinas fijas (4) y las platinas móviles (4m).

A continuación, enumeramos las partes del presente invento denominado "Dispositivo para Controlar la Velocidad de locomotoras eléctricas", según la Figura 1. Estas son:

1 : Eje tubular metálico de referencia. Con espacio axial aislado para conductor eléctrico.

2: Plataforma aislante de posición FIJA. 3: Plataforma aislante MÓVIL.

4: Platinas fijas de un elemento conductor, de tamaño y forma apropiada.

4m: Platinas móviles del mismo elemento conductor, cuya forma son similares a las platinas Fijas.

5: Espacios vacíos o separadores de Cuñas aislantes. 6: Pernos de sujeción de las platinas a sus respectivas plataformas.

7: Recipiente metálico hermético. Con tapa superior (7a) de protección. 8: Manubrio.

9: Conductor eléctrico de alta flexibilidad, de calibre y aislamiento apropiado.

10: Pernos de sujeción de la plataforma aislante fija. 11 : Pernos de sujeción del brazo móvil al eje suple giratorio.

12: Base soporte de la plataforma fija, tipo embudo cónico.

13: Pernos de sujeción de la base cónica al eje principal.

14: Brazo metálico de sujeción de la plataforma aislante móvil.

15: Eje suple tubular metálico, giratorio. 16: Rodamiento interno axial, del eje suple.

17: Pernos de sujeción, de la base del eje principal tubular al recipiente metálico. 18: Term inales de conexiones.

19: Respiraderos o válvula de alivio.

20: Pernos de conexión eléctrica a la platina móvil.

21 : Resortes de Presión.

Figura 2.

Representa una vista de planta, donde se visualiza la posición de las platinas fijas (4) y la posición de la platina móvil (4m).

El Dispositivo está en la posición NEUTRO. Cuando el Dispositivo empieza a trabajar, esta platina móvil (4m) se deslizará por las platinas fijas (4).

Aquí se observa que la plataforma móvil (3), está encima de la plataforma fija (2). Es por ello que la 1 o platina móvil (4m) que está debajo de la plataforma móvil (3) no se ve; asimismo, esta platina móvil(4m) está separada circunferencialmente por el espacio o cuña aislante (5) de la 1 o platina fija (4).

Figura 3.

Esta figura representa al esquema de principio para controlar la Velocidad en las locomotoras eléctricas. Donde las líneas Verticales representan los puntos de velocidad y las líneas horizontales representan las platinas fijas. Que se interpreta de la siguiente manera:

Posición "0" Aquí el control está en Neutro, la locomotora no se m ueve.

Posición "1 " La platina móvil hace contacto con la 1 o platina Fija. La locomotora inicia su marcha a baja velocidad.

Posición "2" La platina móvil hace contacto a la 2° platina Fija. La locomotora aumenta su velocidad debido a que se elimina parte de la resistencia que hay entre las platinas Fijas 1 y 2.

Posición "3" La platina móvil hace contacto a la 3° platina Fija. La locomotora aumenta su velocidad debido a que se elimina parte de las resistencias que hay entre las platinas Fijas 1 , 2 y 3. Posición "4" La platina móvil hace contacto a la 4° platina Fija. La locomotora toma mayor velocidad debido a que se elimina gran parte de las resistencias que hay entre las platinas Fijas 1 , 2, 3 y 4.

Posición "5" La platina móvil hace contacto a la 5 o última platina Fija. La locomotora toma su máxima velocidad debido a que se elimina por completo todas ¡as resistencias que hay entre las platinas Fijas 1 , 2, 3, 4 y 5. A esta velocidad se le denomina "Velocidad Económica".

Figura 4.

Esta figura representa la posición Neutro de control del estado de la técnica b.2.- de los controles actuales existentes en el am biente minero.