Polín flotante de flujo magnético para aumentar la operatividad de cintas o correas transportadoras por disminución de desgaste de materiales

Los polines utilizados en la actualidad en cintas o correas transportadoras, son los elementos encargados de facilitar el movimiento de la cinta y de soportar la carga transportada. Las correas transportadoras se componen de una estructura base, soportes y de uno o más rodillos con rodamientos, polines, sobre los que se apoya una cinta, sobre dicha cinta se transporta material.

Los polines cumplen un rol clave en la eficiencia, operatividad y durabilidad de las correas trasportadoras. En faenas mineras, por ejemplo, cuando falla una de las correas transportadoras, se detiene la continuidad operacional afectando directamente la productividad, los cumplimientos de contratos, las metas y los costos de producción.

El polín de la invención, funciona a través de fuerzas magnéticas y reemplaza a actuales polines con rodamientos por una unidad que incorpora ¡manes convenientemente dispuesto en un eje inserto en un cilindro contenedor, de manera de evitar el contacto entre las piezas fijas y móviles.

El polín de la invención está conformado por una estructura cilindrica contenedora que incorpora tapas de sello superior e inferior, anillos interiores perimetrales con cavidades de contención de ¡manes, donde en dicho contenedor y centradamente se ubica un eje que incorpora anillos y cavidades contenedoras de ¡manes.

Campo de aplicación:

El campo de aplicación del polín flotante de flujo magnético se orienta a la industria y principalmente para faenas mineras, para reemplazar los actuales rodillos de cintas o correas transportadoras. Problema de la técnica:

El problemas más importantes de la minería actualmente, es mantener la continuidad operacional, para esto se necesitan máquinas que puedan entregar la confiabilidad para cumplir con las metas de producción.

Los polines utilizados en la actualidad generan fallas debido principalmente al desgaste de materiales por efecto del roce entre ellos. Las principales fallas detectadas son: amagos de incendios, incendios, cortes de cintas, fallas de estructuras, fallas de rodamientos, en que dichas fallas en la mayoría de los casos obligan a la detención de la planta con la consiguiente pérdida de producción.

La consecuencia del problema de las fallas de los polines, es una de las más grandes de la línea de producción, ya que por las cintas trasportadoras pasa todo el material desde el chancado primario hasta las pilas o molinos, dependiendo del proceso.

Una falla de un solo polín puede generar la detención de los procesos de producción completo o parcial.

La solución que se propone es cambiar los actuales polines con rodamientos por un polín de flujo magnético, dicho polín no requiere contacto directo de su eje con rodamientos u otros elementos permitiendo evitar al menos: fallas de rodamientos, altas temperaturas, problemas de lubricación, problemas de contaminación, problemas de desbalanceo, problemas de concentradores, y todo producto del desgaste de los materiales.

Estado de la técnica:

Los polines existentes y utilizados en la actualidad en cintas transportadoras, corresponden a unidades cilindricas que contienen un eje montado sobre rodamientos rígidos de bola. Dichas unidades incorporan, desde el exterior al centro en su eje al menos: una tapa protectora exterior de goma, una tapa protectora de material anticorrosivo, un seguro tipo seeger, un rodamiento rígido de bolas, un sello interior de termoplástico y una caja porta rodamiento. Este tipo de polines son los que durante años han sido utilizados en la industria y que presentan los problemas mencionados como: sellos y desgaste de materiales por roce.

En el estado de la técnica es posible identificar polines con rodamientos de bola, es el caso del documento CL201602642 que se refiere a "un rodillo o polín para ser utilizado en una estación de rodillos, que es utilizado en un sistema de transporte de carga por correa transportadora, cuya configuración y forma permiten acelerar el centrado de la correa transportadora cuando se descentre desde su trayectoria longitudinal, que comprende un cuerpo cilindrico hueco que posee una longitud o largo que siguen un eje longitudinal x, y posee un primer extremo y un segundo extremo, donde el primer extremo posee un primer diámetro...". En este caso, si bien se refiere a un rodillo, polín, para ser utilizado en correa transportadora, difiere totalmente de la invención ya que se refiere a un polín tradicional con rodamientos de bolas con la finalidad de acelerar el centrado de la correa transportadora.

El documento CL201503327 se refiere a "un polín centrador para correas transportadoras de cargas, que posee la forma de un rodillo circular el cual puede ser montado en una subestructura de una estructura de soporte para la instalación de una correa transportadora de carga, que comprende un sistema o dispositivo de pivote conformado por un cuerpo de pivote macizo central, un pivote con eje y rodamientos, lo cual genera que el movimiento relativo del pivote genere menor fricción entre sus componentes". En este caso si bien se busca generar menos fricción, difiere totalmente de la conformación del polín de la presente invención.

El documento ES1175933 (U) se refiere a un "sistema magnético para rueda libre con acople radial, caracterizado por la utilización de un conjunto de ¡manes, montados en cavidades en el núcleo y sus respectivas parejas encastrados en los trinquetes con sus polos ¡guales enfrentados entre sí, por la fuerza magnética de repulsión obligan a los trinquetes a contactar con el perfil con forma de dientes de sierra de la corona dentada trasmitiendo movimiento en un solo sentido de giro del núcleo respecto a la corona dentada a su vez solidaria con el cuerpo del buje". En este caso, se presenta un sistema magnético para rueda libre con acople radial y cuenta con cavidades y fuerzas magnéticas, los polos magnéticos ¡guales se encuentra enfrentados entre sí, un perfil con forma de dientes de sierra de la corona dentada trasmitiendo movimiento en un solo sentido de giro del núcleo, lo que difiere de la invención en forma sustancial.

Breve descripción de las figuras:

Fig.l, muestra en corte el polín de la invención y sus componentes.

Fig.2, muestra en corte el polín con los ¡manes instalados.

Descripción detallada de la invención:

El polín de la invención es una unidad monolítica y sellada que está conformado por una estructura cilindrica contenedora que incorpora tapas de sello superior e inferior, anillos interiores perimetrales con cavidades de contención de ¡manes, donde en dicho contenedor y centradamente se ubica un eje que incorpora anillos y cavidades contenedoras de ¡manes. Los ¡manes son insertados y fijamente adheridos en las cavidades interiores del cilindro contenedor y en las cavidades de unos anillos incorporados en el eje de rotación, en que dicho eje, para operar en una correa transportadora, se encuentra fijo en los descansos o soportes de ejes de polines existentes, para facilitar el movimiento circular flotante del anillo contenedor mediante el flujo magnético generado por los ¡manes. La invención reemplaza los actuales polines sin requerir de modificaciones en las estructuras de soporte existentes.

La Fig. 1, muestra en corte el polín de la invención que incorpora: Un casquete cilindrico contenedor (1) donde centradamente se dispone un eje central fijo (2), en que dicho eje se encuentra contenido por la parte superior por una tapa cilindrica superior (3), con cavidades para alojar ¡manes (8a), dichas tapas se encuentran conectadas y fijas a unos cilindros estructurales (4), de contención longitudinal al eje, dichos cilindros soportan un anillo cilindrico perimetral superior (5a) con cavidades para alojar ¡manes (10a) y soportan un anillo cilindrico perimetral inferior (5b) con cavidades para alojar ¡manes (10c), en la parte inferior el eje fijo (2) se encuentra contenido por una tapa cilindrica inferior (6), con cavidades para alojar los ¡manes (8d), el eje central (2) incorpora un cilindro superior (7a) fijo a dicho eje (2), con cavidad para alojar ¡manes (8b) e incorpora un cilindro inferior (7b) fijo también al eje (2), con cavidad para alojar ¡manes (8c). Los ¡manes o magnetos son incorporados de manera radial y simétricamente opuestos por el eje, donde superior e inferiormente los más cercanos al eje (2) y de acción longitudinal al dicho eje son un magneto (8a) contenido en tapa cilindrica superior (3), un magneto (8b) contenido en el cilindro superior (7a), un magneto (8c) contenido en el cilindro inferior (7b) y un magneto (8d) contenido en tapa cilindrica inferior (6); en la zona media interior del eje (2) se dispone de manera fija. Se incorpora un anillo base de contención superior (9a) con cavidad para alojar ¡manes (10b), un anillo base de contención inferior (9b) con cavidad para alojar ¡manes (lOd). Los ¡manes o magnetos exteriores son incorporados de manera radial y simétricamente opuestos por el eje, donde superior e inferiormente los magnetos de acción perpendicular al eje (2) son un magneto exterior superior (10a) contenido en un anillo cilindrico perimetral superior (5a), un magneto interior superior (10b) contenido en un anillo base de contención superior (9a), un magneto exterior inferior (10c) contenido en un anillo cilindrico perimetral inferior (5b), un magneto interior inferior (lOd) contenido en un anillo base de contención inferior (9b). Como sellos la unidad de polín incorpora una tapa de sello superior (lia) y una tapa de sello inferior (11b), todos estos elementos conforman una unidad monolítica sellada.

Como ejemplo de aplicación para la fabricación de un polín de la invención se requiere disponer de lo siguiente:

^• Disponer de magnetos, (8a), (8b), (8c) y (8d), dichos ¡manes son ¡manes de cerámicos, de forma de anillo y con una potencia de 1.350 GAUSS aprox.

^• Disponer de magnetos, (10 a), (10 b), (10 c) y (10 d), que son ¡manes de neodimio, de forma cuadrada y con una potencia de 5.300 GAUSS aprox.

^• Un casquete (1), cilindro de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, otros), impreso (3D), fundido o cilindrado.

^• Un eje central fijo (2), que es una barra cilindrica maciza, de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra y otros), impreso (3D) y fundido.

^• Una tapa cilindrica (3), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra y otros), impreso (3D) y fundido. ^• Unos cilindros estructurales (4), cilindros macizos, de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

^• Un anillo cilindrico perimetral superior (5 a), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

^• Un anillo cilindrico perimetral inferior (5 b), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

^• Una tapa cilindrica inferior (6), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

• Un cilindro superior (7) fijo al eje (2), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

• Un cilindro inferior (7b) fijo al eje (2), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

^• Un anillo base de contención superior (9 a), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

• Un anillo base de contención inferior (9 b), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

^• Una tapa de sello superior (11 a), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

^• Una tapa de sello inferior (11 b), de diferentes aleaciones (aceros, polímeros, fibra, y otros), impreso (3D) y fundido.

Se debe considerar que:

Las dimensiones de una unidad de polín de la invención, son directamente proporcionales a las necesidades y requerimientos de diseño.

Todos los ¡manes, deben ser pegados firmemente en las cavidades de cada una de las piezas o anillos correspondientes.

Los cilindros estructurales (4) son apernados a las tapas (3) y (6).

Los anillos cilindricos (5a) y (5b) comprenden agujeros para pasar los cilindros estructurales (4).

Las tapas cilindricas superior (3) e inferior (6) son soldadas o atornilladas.

La tapa de sello superior (lia) y la tapa de sello inferior (11b) son montadas a presión. La Fig.2, muestra en corte el polín flotante de flujo magnético con los ¡manes instalados en los respectivos anillos contenedores, donde los más cercanos al eje (2) y de acción longitudinal a dicho eje son un magneto (8a) que trabaja con un magneto (8b) y un magneto (8c) que trabaja con un magneto (8d). Los ¡manes o magnetos (10b) y (lOd) son de acción perpendicular al eje (2) y trabajan respectivamente con un magneto (10a) y un magneto (10c).

La unidad de polín se encuentra contenida y sellada.