UN SENSOR MULTIFUNCIÓN CONTENIDO EN UN SELLO DE UN RODILLO DE

UNA CORREA TRANSPORTADORA

[0001 ] La presente invención se refiere a un sensor multifunción contenido en un rodillo que se emplea en un sistema de monitorización para una correa transportadora.

Sector técnico

[0002] La presente invención se describe un sensor multifunción contenido en un sello de un rodillo de una correa transportadora, que comprende un sensor multifunción que se ubica junto a un sello de un rodillo y contiguo a un rodamiento que están ensamblados con un eje del rodillo que tiene una cubierta y contenido dentro de una cavidad, preferentemente, para uso en faenas mineras.

Técnica anterior

[0003] En la actualidad, el control de los procesos industriales requiere un mayor control y monitorización, especialmente en los procesos que emplean correas transportadoras, en donde se debe vigilar constantemente su funcionamiento, ya que una falla puede involucrar grandes costos.

La solicitud de patente de invención WO2016019431 de fecha 1 1.02.2016, de Arif, titulada “Aparato, sistema y método de monitorización de un rodillo transportador”, describe un rodillo transportador para un sistema de transporte que tiene un cuerpo de rodillo cilindrico soportado para girar alrededor de un eje central que tiene un eje de rotación. Un rebaje se extiende en el extremo del eje. Un dispositivo de monitorización del estado del transportador está montado dentro de este rebaje. El dispositivo tiene una batería, un transmisor y al menos un sensor, como un sensor de vibración, un acelerómetro y/o un sensor de temperatura. El transmisor puede transmitir opcionalmente un código único que identifica el rodillo particular de otros rodillos. El dispositivo puede tener un chip RFID para transmitir datos relacionados con la condición detectada del rodillo. El puede ser un módulo que se inserta en el hueco para su uso, y se puede quitar cuando el módulo falla o la batería necesita ser reemplazada. El dispositivo puede formar parte de un sistema que incluye un equipo de monitorización remota que recibe señales de condición de rodillo del dispositivo. El mantenimiento del rodillo se puede realizar en base a la recepción de datos del aparato de monitorización del estado del rodillo.

La solicitud de patente de invención US2009194390 de fecha 06.08.2009, de Freeman, titulada“aparato y método para una correa transportadora en estado de monitorización”, describe un método y sistema para la monitorización de la condición de los polines, en una correa transportadora. Un sensor está acoplado mecánicamente a la correa transportadora y detecta una característica de una estructura de soporte asociada con la correa transportadora. El sensor transmite de forma inalámbrica una señal correspondiente a un sistema de monitorización. El sistema de monitor determina una condición de ia estructura de soporte basada en ia señal transmitida. La estructura de soporte puede ser una de una pluralidad de estructuras de soporte y las características de cada una de las estructuras de soporte pueden detectarse, asociarse con identificadores para las estructuras de soporte y transmitirse al sistema de monitor. La estructura de soporte puede incluir una pluralidad de elementos y una característica de cada elemento puede ser detectada y transmitida por uno de una pluralidad correspondiente de sensores.

La solicitud de patente de invención W02007026135 de fecha 08.03.2007, de May Anthony, titulada“Monitorización de una correa transportadora”, describe un sistema de operación de monitorización para una instalación de correa transportadora que comprende una cinta transportadora que tiene acero u otro material de refuerzo relativamente permeable magnéticamente, comprendiendo dicho sistema, en las proximidades de ia correa transportadora, un generador de campo para generar un campo magnético y una unidad sensora en una posición aguas abajo del generador de campo, detectando dicha unidad sensora el campo magnético que emana de ia correa transportadora que pasa, y medios de monitorización para recibir datos relacionados con las propiedades del campo magnético detectadas por ia unidad de sensor durante una pluralidad de pasos de cada parte de la longitud de ia cinta transportadora más allá de ia unidad de sensor, incorporando dichos medios de comparación medios de comparación para comparar un conjunto de datos recibidos con un conjunto de datos recibidos anteriormente, y salida de medios, para proporcionar una señal de salida representativa del daño o deterioro de la armadura cuando los datos recibidos posteriormente se han desviado de ios datos recibidos anteriormente en más de una extensión prescrita.

Ninguno de los documentos citados describe o enseña un sensor multifunción acoplado en un sello de un rodillo de una correa transportadora.

Resumen de la invención

[0004] Un objetivo de la invención es un sensor multifunción contenido en un sello de un rodillo de una correa transportadora, que comprende un sensor multifunción que se ubica junto a un sello de un rodillo y contiguo a un rodamiento que están ensamblados con un eje del rodillo que tiene una cubierta y contenido dentro de una cavidad; el sensor multifunción se ubica en a lo menos un extremo del rodillo, elegido a lo menos como uno o varios rodillos sensores en un sistema de monitorización; el sensor multifunción, se compone de una placa, y en una porción de dicha placa se ubica un circuito electrónico que contiene un transceptor, un lector RFID, un sensor magnético, un procesador central, un sensor de sonido, un acelerómetro triaxial y un sensor de temperatura; además, cercana a dicho circuito electrónico se dispone de una etiqueta RFID o etiqueta de identificación por radiofrecuencia (Radio Frequency Identification), y de un módulo de geolocalización; en el resto de la placa se dispone de una o un grupo de baterías u otro dispositivo de almacenamiento de energía.

Breve descripción de las figuras

[0005] Ahora describiremos las realizaciones de la invención, solo a modo de ejemplo, por referencia a los dibujos que se acompañan, en donde:

La figura 1 describe un rodillo empleado en una correa transportadora, que comprende un sello con el sensor multifunción. La figura 2 describe la posición del sensor multifunción junto al sello.

Las figuras 3A y 3B describen el sello multifunción con sus componentes y soporte.

La figura 4 describe un sensor adicional inserto en el revestimiento o la cubierta del rodillo.

La figura 5 describe el sistema de monitorización de una correa transportadora.

Descripción de alguna forma de realizar la invención

[0006] La presente invención se refiere a un sistema de monitorización inalámbrico de una correa transportadora, mediante sensores. Más específicamente a un sensor multifunción contenido en un rodillo para la monitorización de una correa transportadora.

Un sensor multifunción (7) se ubica junto a un sello (1 ) de un rodillo (23) y contiguo a un rodamiento (3) que están ensamblados con un eje (4) del rodillo (23) que tiene una cubierta (2), como se enseña en la figura 1 ; el sensor multifunción (7) se puede colocar en ambos extremos del rodillo (23), elegido como el rodillo sensor en el sistema de monitorización. En la figura 2, se muestra en detalle la ubicación del sensor multifunción (7) que esta entre el rodamiento (3) y el sello (1 ) y contenido dentro de una cavidad (40).

El sensor multifunción (7), que se enseña en la figura 3A, se compone de una placa (35), que comprende un circuito electrónico (50) que contiene un transceptor (9), un lector RFID (10), un sensor magnético (1 1 ), un procesador central (14), un sensor de sonido (15), un acelerómetro triaxial (16) y un sensor de temperatura (17); además, cercana al circuito electrónico (50) se dispone de una etiqueta RFID (8) o etiqueta de identificación por radiofrecuencia (Radio Frequency Identification), y de un módulo de geolocalización (19); en el resto de la superficie se dispone de una o un grupo de baterías (18) u otro dispositivo de almacenamiento de energía; el sensor multifunción (7) con sus componentes, que se ubican en la cavidad (40), se fijan mediante diferentes alternativas (28), tales como tornillos, por encaje entre componentes o pegamento, como se muestra en la figura 3B, que muestra un vista isométrica de la disposición del sensor multifunción (7) y sus componentes, que están contenidos en una base soporte (26) y una tapa (27) que forman la cavidad (40).

Complementariamente se dispone de una etiqueta RFID (13) inserta en un revestimiento de goma (6), que cubre la cubierta (2) o en la misma cubierta (2) del rodillo (23), como se muestra en la figura 4, permite indicar el desgaste de dicho revestimiento (6). La etiqueta RFID (13) que se encuentra cercana al sensor multifunción (7), se instala cercana a la cubierta (2) o en la misma cubierta (2), usualmente en el centro de esta, de tal modo que cuando esta etiqueta RFID (13) es leída periódicamente por el lector RFID (10) u otro lector externo, se detecta y se asume que el desgaste ha avanzado hasta una distancia de la cubierta (2) cuando la etiqueta RFID (13) no responde o no es detectada, se asumen entonces, que está estropeada o alterada en su posición, con lo cual se debe proceder a una inspección necesaria.

Además, un módulo recolector de energía, que no se muestra, está integrado al rodillo (23), el cual permite prolongar la carga de las baterías (18) u otro dispositivo de almacenamiento de energía.

El sensor multifunción (7), durante la operación recolecta información del sensor magnético (1 1 ) permite detectar las variaciones de algún elemento metálico cercano, ubicado en el cuerpo rotor, más próximo al sensor magnético (1 1 ), para determinar la tasa de rotación [RPM]; el sensor de sonido (15), permite detectar el nivel de presión sonora emitido por una fuente de vibración, siendo esta fuente de vibración un síntoma de falla; el acelerómetro triaxial (16), permite detectar directamente las aceleraciones que producen las vibraciones en los tres ejes coordenados; el sensor de temperatura (17) entrega la temperatura al interior del rodillo (23); estos datos de la información recolectada mediante el procesador central (14) son enviados al transceptor (9), para la determinación del estado de funcionamiento del rodillo (23), y datos para registro y trazabilidad; estos datos con la información recolectada se envían a puertas de enlace (24) y estas a su vez, la envían a un servidor en una nube (20) para el procesamiento de dicha información recolectada.

El módulo multisensor (7) además cuenta con un módulo de geolocalización (19), que permite determinar la ubicación de los rodillos (23).

El sensor multifunción (7) utiliza un protocolo de comunicaciones inalámbrico de bajo consumo energético, posibilitando una alta autonomía mediante las baterías (18), este sensor multifunción (7) ocupa un espacio muy reducido, que puede ir integrado en el interior del sello del rodillo (23) o cualquier otro dispositivo que se requiera para monitorizar el estado de funcionamiento, geolocalización y trazabilidad de los rodillos (23).

El multisensor (7) debe estar ubicado cercano al eje (4), a los rodamientos (3) o la estructura asequible que transmita directamente las variables de interés, tales como vibración, temperatura, tasa de rotación, desgaste del revestimiento de goma (6), que cubre la cubierta (2). En las figura 3A y 3B el módulo multisensor (7) se representa con la forma adecuada para la aplicación en rodillos, sin perjuicio de otro tipo de empaquetamiento.

El servidor en la nube (20) corresponde a varios servidores virtuales que se pueden escalar de acuerdo a la cantidad de módulos multisensor (7) que sean parte de la monitorización, en este se ejecuta una plataforma de visualización y análisis (21 ), la cual corresponde a un sistema basado en inteligencia artificial para el análisis y visualización de datos recolectados por todos los módulos multisensor (7) en tiempo real, desde la plataforma de visualización y análisis (21 ) se administra la red completa de módulos multisensores (7), puertas de enlace (24) y servidores en la nube (20).

El multisensor (7) a través del lector RFID (10) detecta la presencia de la etiqueta RFID (13) ubicada en el revestimiento de goma (6) o en la misma cubierta (2), la información de detección recopilada por el lector RFID (10) se procesa en el procesador central (14), el cual mediante el transceptor (9) lo envía a la puerta de enlace (24) para ingresar al servidor en la nube (20) y gestionar las alertas a través de la plataforma de visualización y análisis (21 ). Además, la etiqueta RFID (13) puede ser detectada por un lector externo, que no se muestra, el cual mediante un transceptor propio, lo envía al servidor en la nube (20) y así ingresa al sistema de la Figura 5, para ser evaluado.