CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención se enfoca en el campo de la minería, y en particular, considera el monitoreo de elementos de desgaste de maquinarias de movimiento de tierra y, aún más focalizadamente, se refiere a una carcasa para alojar y proteger sensores que sirven para el monitoreo de dichos elementos de desgaste.

ANTECEDENTES

Existen dos problemas fundamentales en cualquier tipo de sensor de monitoreo instalado al interior de un GET de pala minera. El primer problema, es conseguir una comunicación inalámbrica robusta, permanente, efectiva y de alta calidad, lo cual se torna complejo debido al gran apantallamiento metálico que rodea al sensor de monitoreo. El segundo problema se origina con la temperatura máxima que alcanzan los GET en operación, las cuales pueden sobrepasar incluso los 180 ^e C. Nótese que tanto la electrónica como la batería de alimentación del sensor de monitoreo no deben operar a temperaturas mayores que las recomendadas por el fabricante. En el caso de la electrónica, algunos componentes pueden operar hasta un máximo de 85 °C, o en algunos casos específicos hasta 120 °C. Si la temperatura máxima recomendada por el fabricante es sobrepasada, el componente electrónico dejará de funcionar correctamente, lo que producirá una falla en la operación del sensor de monitoreo, dañando su ciclo de operación. Asimismo, dicho componente se puede apagar, o bien, dañar físicamente en alguna de sus partes, o bien la soldadura utilizada en sus pines de contacto puede sufrir algún daño por “stress” térmico, pudiendo generar una falla eléctrica catastrófica. Mientras que, en el caso de las baterías, las temperaturas máximas de operación pueden oscilar entre 60 y 120 °C, dependiendo del fabricante y de la composición química del modelo. Si la temperatura de operación máxima es sobrepasada, la batería sufrirá daño químico, pudiendo incluso explotar. En cualquiera de los casos mencionados, el sensor de monitoreo dejará de operar correctamente, o, simplemente dejará de funcionar.

Por otra parte, se conocen muchos sensores de monitoreo de elementos de desgaste (GET, de sus siglas en inglés) de una máquina minera de movimiento de tierra. La mayoría de ellos diseñados para lograr si no la mejor, una efectiva y eficiente generación y recolección de datos sobre el estado del GET. Sin embargo, ninguno de ellos ha podido resolver tanto los problemas asociados a altas temperaturas, ya que no cuentan con un diseño y protección específicas para las altas temperaturas que se alcanzan en su entorno, como tampoco a las dificultades asociadas a los fenómenos de apantallamiento, que generan pérdida de la señal y problemas serios en la transmisión, afectando el correcto funcionamiento del sensor. A modo de ejemplo, WO2015077735A1 (Esco Corporation) describe un proceso y una herramienta para monitorear el estado, salud y rendimiento de las piezas de desgaste utilizadas en los equipos de movimiento de tierra. El proceso y la herramienta permiten al operador optimizar el rendimiento del equipo de movimiento de tierra. La herramienta tiene una parte de desgaste teniendo una serie de marcas lineales superficiales, paralelas y transversales, las que con el uso se van desvaneciendo. La herramienta puede integrarse al balde del equipo de movimiento de tierra. El sensor electrónico puede estar alojado en uno o más envolventes protectoras en una o más ubicaciones de la parte de desgaste con las marcas lineales, protegiéndolo de material fino, suciedad y otros materiales dañinos. La envolvente protectora puede tener uno o más soportes de montaje. El sensor electrónico se puede comunicar ya sea alámbrica o inalámbricamente con otros sensores electrónicos y/o equipos electrónicos adicionales dentro de la cabina de la maquinaria. La envolvente protectora puede tener al menos una separación en uno de sus lados de modo de que el sensor electrónico coincida con la marca lineal del labio del balde o viceversa. La separación puede estar cubierta con una cubierta transparente, translúcida o clara de modo que el sensor electrónico esté completamente sellado dentro de la envolvente protectora. Una lanceta puede rociar aire, agua u otro tipo de agente de limpieza en la cubierta transparente, para remover suciedad y finos. Adicionalmente, otra herramienta de limpieza puede realizar dicha labor de limpieza de la cubierta. Un sistema opcional de dos carretes con material transparente y un motor, puede ser usado para reemplazar el material transparente, cuando en el uso, este se torna opaco. Alternativamente, el material transparente puede ser instalado en múltiples capas de modo que cuando la capa superior necesita ser reemplazada la capa de material transparente más expuesta puede ser liberada para ser reemplazada por la capa de material transparente inmediatamente siguiente. La envolvente protectora puede ser reemplazada también por una cubierta removible que se mantiene cuando el sensor electrónico no está en uso, y se remueve, de lo contrario. Igualmente, el sensor electrónico puede ser montado en dispositivos que moderan la vibración de modo que las vibraciones de las operaciones de excavación y vaciado no lo afecten negativamente, y pueden montarse arriba o abajo de una unidad de montaje que mantenga al sensor electrónico, pudiendo ser seleccionados de elastómeros o resortes.

WO2019099741 A1 (Esco Group Lie) se refiere a una pieza de desgaste de equipo de movimiento de tierra que incluye una tapa que cubre una envolvente y un sensor. La tapa tiene un medio de bloqueo o cierre que asegura la envolvente y evita la entrada de finos.

CN108350684B (Joy Global Surface Mining Inc.) describe métodos y sistemas de detección de desgaste en maquinaria pesada que comprenden dientes y un indicador de desgaste en los mismos. El indicador de desgaste incluye una punta conductora, un cuerpo externo conductor que se extiende a lo largo de al menos una longitud del diente, un núcleo interno conductor colocado dentro del cuerpo externo y un material aislante colocado entre el cuerpo externo y el núcleo interno. La punta conductora está ubicada entre el extremo de trabajo del diente y el cuerpo externo y conecta eléctricamente el cuerpo externo y el núcleo interno para formar un circuito eléctrico. El diente también comprende un transmisor para el estado del circuito.

W02016131015A2 (Esco Group LLC) se refiere a un producto y sistema para identificar y monitorear una de las siguientes características de una pieza: identificación , presencia, estado, nivel de uso y/o desempeño del elemento de desgaste del equipo de movimiento de tierra. El sistema de monitoreo comprende una base unida al equipo de movimiento de tierra; un elemento de desgaste con una superficie exterior sujeta a desgaste durante el uso, y una superficie interior opuesta a la base del equipo de movimiento de tierra, a la que se fija el elemento de desgaste durante el uso; un candado para asegurar el elemento de desgaste a la base; un dispositivo de monitoreo que asegura ya sea al elemento de desgaste o una envolvente. El dispositivo de monitoreo incluye un dispositivo electrónico para identificar una característica del producto y un dispositivo de comunicación para comunicar de forma inalámbrica información de dicha característica. El dispositivo de comunicación se localiza hacia afuera de la superficie interior. Un dispositivo remoto alejado del dispositivo de monitoreo se comunica inalámbricamente con el dispositivo de comunicación para obtener la información sobre la característica de interés.

WO2013033164A1 (Harnischfeger Technologies, Inc.) se enfoca en monitorear un diente de máquina para equipo pesado acoplando una etiqueta REID al diente de dicha máquina y colocando un lector REID para leer la etiqueta REID. El lector REID proporciona una indicación de que el diente está separado de la máquina pesada. El diente de la máquina pesada está configurado, por ejemplo, para ser montado en un cucharón de una máquina pesada. Opcionalmente, la etiqueta REID puede estar revestida en cerámica, y la cerámica se coloca en un molde al que se le vierte acero líquido para formar el diente de la máquina pesada.

WO2020243598A1 (Esco Group LLC) describe un dispositivo de monitoreo y sistema ubicado en un agujero en la base de un producto de contacto con el suelo para monitorear una característica del producto de contacto con el suelo. La característica puede referirse a la presencia, identificación de la pieza, condición, uso y/o desempeño del producto de conexión a tierra asegurado al equipo de trabajo de tierra. El sistema de monitoreo puede detectar la presencia y/o ausencia de uno o más de los componentes del producto de contacto con el suelo. El sistema comprende una base es asegurable al equipo de trabajo de tierra, incluyendo una parte de montaje que tiene una superficie exterior; una pieza de desgaste que incluye una cavidad que recibe la parte de montaje de la base; un candado para asegurar la pieza de desgaste a la base; un orificio en la base que se abre en la superficie exterior de la base para oponerse a la pieza de desgaste o al bloqueo cuando la base, la pieza de desgaste y el bloqueo se ensamblan juntos; y un dispositivo de monitoreo en el orificio y mirando hacia afuera desde la superficie exterior en las proximidades de la pieza de desgaste o la cerradura. El dispositivo de monitoreo está libre de componentes móviles para detectar la presencia y/o ausencia de la parte de desgaste o cerradura, y para transmitir una señal inalámbrica cuando se detecta que la pieza de desgaste o la cerradura están ausentes. WO2007123653A2 (Esco Corporation) describe un conjunto de desgaste para equipo de excavación que incluye un miembro de desgaste y una base, cada uno con superficies estabilizadores superior e inferior que están desplazadas y en profundidades superpuestas para reducir la profundidad total del conjunto mientras se mantiene una alta resistencia y un acoplamiento estable. La nariz y el receptáculo incluyen cada uno un extremo estabilizador frontal de forma generalmente triangular para proporcionar una conexión frontal altamente estable entre la proyección y el miembro de desgaste tanto para carga vertical como lateral. El bloqueo se puede mover entre las posiciones de retención y liberación para acomodar el reemplazo del miembro de desgaste cuando sea necesario, y se fija al miembro de desgaste para propósitos de envío y almacenamiento.

WO201 1053624A1 (Esco Corporation) describe elementos de desgaste para uso en excavación que incluyen un casquillo que tiene un extremo estabilizador frontal que incluye una superficie superior, una superficie inferior y superficies laterales. Al menos una de estas superficies está formada con una proyección transversal hacia el interior y se extiende axialmente sustancialmente paralela al eje longitudinal del casquillo. El casquillo puede incluir superficies que generalmente corresponden a las superficies exteriores de una proyección sobre la que puede montarse y conectarse al equipo de excavación.

W02020257209A1 (Esco Group LLC) describe aparatos y métodos para detectar una característica de un producto de contacto con el suelo en un equipo de trabajo en tierra. El aparato se puede operar para: medir un perfil de temperatura en una ubicación de producto que se aplica al suelo; comparar el perfil de temperatura medido con un perfil de temperatura esperado para ese producto de contacto con el suelo; e indicar una característica del producto de contacto con el suelo en función de la comparación. También se describen los insertos térmicos para su uso con productos de contacto con el suelo en equipos de trabajo en tierra. WO2021026597A1 (Active Core Technology Pty Ltd) se describen aparatos, métodos y sistemas de monitorización del estado de un componente de desgaste, incluyendo un sistema sensor para monitorear el estado de un componente de desgaste que comprende: una parte inferior de la carcasa exterior que tiene un extremo inferior cerrado; al menos una batería situada dentro de la parte inferior de la carcasa exterior; al menos un elemento de amortiguación interpuesto entre la al menos una batería y al menos un componente sensor; al menos una antena de disco de metal colocada a una distancia por encima de al menos un componente sensor; al menos un elemento conector metálico configurado para unir la antena de disco metálico al componente sensor; y una parte superior de la carcasa exterior adaptada para encajar sobre al menos la antena de disco de metal, en la que la parte superior de la carcasa exterior está adaptada para conectarse sustancialmente con la parte inferior de la carcasa exterior.

Entonces, aunque el estado del arte aborda separadamente, la protección de sensores de monitoreo de elementos de desgaste contra agentes ambientales (polvo, barro, humedad) o los efectos producto de la operación de la máquina (aumento de temperatura, vibraciones, golpes u otros efectos mecánicos), sin afectar las mediciones que realizan los mismos, no se aborda cómo lograr ambos tipos de protecciones de forma simultánea. Tampoco, se refiere a una carcasa protectora que autorregula su altura a la cavidad donde será ubicado el sensor de monitoreo, adaptándose a la cavidad que lo recibirá/alojará, y que puede ser ligeramente variable en dimensiones y forma en cada GET.

Así, la presente carcasa protectora está orientada a la protección térmica de sensores de monitoreo para GETs de minería, y en ese sentido, si en un futuro, se desarrollan GETs inteligentes que puedan sobrepasar la temperatura de funcionamiento de la electrónica, será necesario una carcasa protectora como aquella de la presente invención. A modo de ejemplo, la presente invención puede ser una solución para los GETs de equipos de carga que en general se usan en la minería; a saber, cargadores frontales y palas eléctricas y/o hidráulicas, incluyendo dientes, que son los que alcanzan mayor temperatura de operación, mayor desgaste y mayor tasa de desprendimiento y, por ende, requieren mayor nivel de monitoreo. Se estima que sólo en GETs para equipos de carguío mineros, el consumo anual es superior a 300.000 unidades.

Sin perjuicio de lo anterior, la presente carcasa protectora puede extender su uso a la protección térmica de sensores de monitoreo de vahos elementos de desgaste que alcanzan alta temperatura y que están instalados en un elemento de sujeción, el cual es un elemento conductor de calor que está a menor temperatura, pudiéndose transmitir, por conducción, el calor desde un medio de mayor temperatura a un medio de menor temperatura, y que opcional y adicionalmente, puedan estar sometidos a vibraciones o desplazamientos dentro de la cavidad que los aloja, producto del movimiento y operación de la maquinaria minera que dispone de dicho elemento de desgaste.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL INVENTO

La presente invención se refiere a una carcasa protectora (1 ) de sensor de monitoreo (3) de GET (6) teniendo las siguientes características: a) autorregulación de altura, lo que le permite mantener una distancia constante entre una parte de sí misma y el elemento de sujeción (7) del GET (6), favoreciendo la estabilidad de las mediciones que realiza el sensor de monitoreo (3); b) capacidad de disipar el calor al estar en contacto con el elemento de sujeción (7) del GET (6), calor que suministra el GET (6) a la carcasa protectora (1 ) vía un mecanismo de conducción térmica por contacto, transfiriendo el calor desde el GET (6) al exterior de la carcasa protectora (1 ) y de ésta al elemento de sujeción (7), evitando así un incremento de temperatura significativo al interior de la carcasa, y con ello, previene el daño del sensor de monitoreo (3) y sus componentes debido a altas temperaturas de operación del GET (6), manteniendo siempre activo/operativo al sensor de monitoreo (3) y sus componentes electrónicas aun cuando las condiciones de operación del GET (6) produzcan temperaturas muy por sobre las temperaturas de operación con las que puede funcionar la electrónica convencional. De esta forma, la presente carcasa protectora (1 ) protege al sensor de monitoreo (3) de agentes ambientales tales como polvo, tierra, barro, entre otros. Asimismo, protege y aísla el sensor de monitoreo (3) de las altas temperaturas de operación de los GETs (6); y autoajusta autónoma y dinámicamente a la separación existente entre GET (6) y su respectivo elemento de sujeción (7). En resumen, la carcasa protectora (1 ) tienen un diseño y está construida de materiales que dificultan enormemente el flujo de calor desde el GET (6) hacia el sensor de monitoreo (3). A su vez, el flujo de calor ya disminuido que puede alcanzar a este último es inmediatamente transfeñdo/desviado hacia el elemento de sujeción (7) del GET (6). Esto permite una aislación térmica efectiva y eficiente, principalmente debido a la temperatura en la que se encuentra el elemento de sujeción (7) respecto del GET (6), cuándo éste se encuentra en operación. La temperatura del elemento de sujeción (7) generalmente se encuentra a decenas o incluso a más de una centena de grados Celsius por debajo de la temperatura del GET (6); nunca a una temperatura igual o mayor cuando éste se encuentra en operación.

A partir de la presente invención, es entonces posible proteger un sensor de monitoreo (3) tanto de altas temperaturas, golpes, vibraciones, como también del polvo, humedad, tierra, barro en forma simultánea. Además, con la presente invención es posible adaptar la altura de la carcasa y con ello tener una distancia constante entre el sensor de monitoreo (3) y el elemento de sujeción (7). Esto favorece que el sensor de monitoreo (3) pueda entregar una señal estable y continua durante todo su ciclo de vida útil.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1 : Muestra perspectiva explosionada de la presente carcasa protectora (1 ), mostrando el alojamiento interno (2) y la envolvente externa (5), con un sensor de monitoreo (3) esquemático y la respectiva tapa inferior removible (4) del alojamiento interno (2).

Figura 2: Muestra esquema de la presente carcasa protectora (1 ) instalada en un GET (6) perforado.

Figura 3: Muestra detalle del posicionamiento de la presente carcasa protectora (1 ) en un GET (6) perforado y en corte transversal.

Figuras 4A-4C: Sujetadores (8) de la envolvente externa (5) en vista inferior (Fig. 4A). Muestra esquema de sujeción de aislante compactado en vista inferior (Fig. 4B). Aislante compacto en sujeción con envolvente externa (5) en vista superior (Fig. 4C).

Figuras 5A-5C: Muestra esquema de alojamiento de material aislante (9) en vista inferior (Fig. 5A). Espacio destinado a ser rellenado por espumas expansivas en vista inferior (Fig. 5B). Alojamiento rellenado en vista superior (Fig. 5C).

Figura 6: Muestra el mecanismo de deslizamiento interior de la envolvente externa (5) de la presente carcasa protectora (1 ), en una vista en corte vertical.

Figura 7: Muestra esquema del alojamiento interno (2) con el recubrimiento conductor (15), con geometría tal que permite el correcto funcionamiento del sensor de monitoreo (3) y su comunicación con el exterior. Figura 8A y 8B: Muestra esquema de la presente carcasa protectora (1 ) en estado contraído, en una vista en perspectiva con corte diagonal desde la derecha 8A). Muestra esquema de la presente carcasa protectora (1 ) en estado contraído, en una vista en perspectiva con corte diagonal desde la izquierda (Fig. 8B).

Figuras 9A-9C: Muestra esquema de la presente carcasa protectora (1 ) en perspectiva encorte transversal diagonal desde la derecha, donde se observa el manto interior de la envolvente externa (5) (Fig 9A). Corte transversal en vista frontal de la envolvente externa (5) (Fig 9B). Corte transversal en vista frontal de la envolvente externa (5) con el mecanismo de bloqueo (10) desplazado de tal manera que permite el paso hacia los heles laterales verticales opuestos (1 1 ) (Fig 9C).

Figuras 10A y 10B: Muestra el mecanismo de atracción hacia el elemento de sujeción (7) por ¡manes (17) en el alojamiento interno (2). Mecanismo de repulsión por resorte (21 ). Sistema contraído (Fig. 19A). Sistema expandido (Fig. 10B).

Figura 11 y 11 B: Muestra mecanismo de repulsión por resorte (21 ). Sistema contraído (Fig. 1 1 A). Sistema expandido (Fig. 11 B).

Figura 12A y 12B: Muestra mecanismo de atracción hacia el elemento de sujeción (7) por ¡manes (17) en el alojamiento interno (2). Mecanismo de repulsión por efecto repulsivo debido al enfrentamiento de ¡manes de la misma polaridad entre los ¡manes (17) alojados en el alojamiento interno (2) y aquellos ¡manes (18) alojados en la envolvente externa (5). Sistema contraído (Fig. 12A). Sistema expandido (Fig. 12B).

Figura 13A y 13B: Muestra mecanismo de atracción hacia el elemento de sujeción (7) por ¡manes (17) en el alojamiento interno (2). Sistema contraído (Fig. 13A). Sistema expandido (Fig. 13B).

Figura 14: Muestra gráfico de medición de la temperatura del GET (6) (curva superior), elemento de sujeción (7) (curva inferior) y sensor de monitoreo (3) (curva intermedia), con evolución temporal.

DESCRIPCION DETALLADA DEL INVENTO

La presente invención se refiere a una carcasa protectora (1 ),de altura autorregulable, para sensores de monitoreo (3) de elementos de desgaste (GET, por sus siglas en inglés, 6) de palas y equipos de carguío de la gran minería, que brinda protección al sensor de monitoreo (3) contra el polvo, tierra, barro, golpes, impactos, vibraciones y principalmente altas temperaturas que pueden alcanzar los GET (6) durante su operación. La característica de autorregulación de altura de la carcasa protectora (1 ) del sensor de monitoreo (3) permite que las mediciones de éste sean más estables, y se mantenga fija la distancia entre el sensor de monitoreo (3) y el elemento de sujeción (7) del GET (6) ya que puede adaptarse, en forma autónoma y dinámica, a las variaciones constantes de la distancia entre el GET (6) y su elemento de sujeción (7); variaciones que se producen constantemente durante la faena minera. La carcasa protectora (1 ) corresponde a un ensamble entre un alojamiento interno (2) y una envolvente externa (5), ver Figura 1 , donde al menos dos aletas laterales inferiores opuestas (13) ingresan hacia al menos dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ), a través de un mecanismo de bloqueo (10), el cual permite dejarlos ensamblados, permitiéndole a la carcasa protectora (1 ) expandirse y contraerse autónomamente, lo que le permite ajustar/regular su altura a la separación dinámica que puede existir entre un GET (6) y su elemento de sujeción (7), manteniendo contacto mecánico con ambos, GET (6) y elemento de sujeción (7), durante todo el tiempo de operación del GET (6).

La envolvente externa (5) se fija a la cavidad del GET (6), por ejemplo, mediante un medio de adhesión tal como un pegamento que se adiciona a la superficie inferior y manto exterior de la envolvente externa (5). El alojamiento interno (2) se ubica al interior de la envolvente externa (5), tiene un cierre removible que comprende una tapa inferior removible (4), que permite encapsular al sensor de monitoreo (3) y generar un cierre hermético que impide que polvo, tierra, barro y otros agentes ambientales entren en contacto directo con el sensor de monitoreo (3) o cualquiera de sus componentes electrónicos.

La tapa inferior removible (4) puede seleccionarse de una base con medios de cierre por encaje (16).

El alojamiento interno (2) posee al menos dos aletas laterales superiores opuestas (14), que a su vez poseen una cavidad interna que puede alojar un medio de atracción seleccionado de un imán (17), y que además le permiten un cierre por encaje (16) desde el interior de la envolvente externa (5) cuando la presente carcasa protectora (1 ) está cerrada o contraída. Cuando la carcasa protectora (1 ) está abierta o expandida, el alojamiento interno (2) se mantiene ensamblado a la envolvente externa (5) mediante al menos dos aletas inferiores opuestas (13), donde la envolvente externa (5) posee un tope que les impide a dichas al menos dos aletas laterales inferiores opuestas (13) salirse de los al menos dos heles laterales verticales opuestos (11 ). Dicho tope, que corresponde a un brazo recto (22), bloquea el final de carrera de dichos dos heles laterales verticales opuestos (11 ).

La característica de autorregulación dinámica de la distancia entre la presente carcasa protectora (1 ) alojada en el GET (6), respecto de su elemento de sujeción (7), se alcanza mediante al menos dos heles laterales verticales opuestos (11 ) que limitan y guían el deslizamiento vertical del alojamiento interno (2) con respecto a la envolvente externa (5), donde el alojamiento interno (2) tiene al menos dos aletas laterales inferiores opuestas (13) que permiten el deslizamiento a través de dichos al menos dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ) ubicados al interior de la envolvente externa (5). El extremo libre de dichos al menos dos heles laterales verticales opuestos (11 ) está limitado por un tope, que corresponde a un brazo recto (22).

Preferentemente, el mecanismo de bloqueo (10) se puede seleccionar de un medio de bloqueo tipo palanca que comprende al menos dos brazos unidos en ángulo, donde el primer brazo es recto e impide el recorrido hacia fuera de los dichos dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ), mientras que el segundo brazo es oblicuo, y un medio de barrera (20) evita el desplazamiento del primer brazo recto más allá de dicho medio de barrera (20). De esta forma, cuando el alojamiento interno (2) es ensamblado con la envolvente externa (5), y las al menos dos aletas laterales inferiores opuestas (13) se deslizan hacia los dichos al menos dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ), el mecanismo de bloqueo (10) se desbloquea permitiendo su paso hacia dichos al menos dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ). Una vez hayan ingresado dichas al menos dos aletas laterales inferiores opuestas (13), éstas quedan confinadas en su movimiento dentro de dichos dos heles laterales verticales opuestos (11 ). De esta forma, se impide la salida de las dichas al menos dos aletas laterales inferiores opuestas (13).

La presente carcasa protectora (1 ) además tiene medios de atracción seleccionado de un imán (17) en el alojamiento interno (2) que permiten que la presente carcasa siempre esté unida al elemento de sujeción (7) y opcionalmente medios de repulsión seleccionado de un imán (18) en la envolvente externa (5), manteniendo ambos medios alejados en posición de reposo, ver Figura 12B. Cuando se ejerce una presión/fuerza en sentido opuesto a la repulsión sobre el alojamiento interno (2), éste es impulsado hacia el interior de la envolvente externa (5), regulando su altura con respecto a la envolvente externa (5), deslizándose el alojamiento interno (2) a través de los dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ), ver Figura 12A. La carcasa protectora (1 ) tiene medios de atracción-repulsión que comprenden al menos dos pares de ¡manes (17, 18) enfrentados, orientados de forma repulsiva teniendo igual polaridad magnética y donde un par de ¡manes se ubica en las cavidades inferiores de las al menos dos aletas laterales superiores opuestas (14), del alojamiento interno (2). El otro par de ¡manes se encuentra en las cavidades ubicadas en al menos dos medios de encaje superiores (12) al interior de la envolvente externa (5). Estos medios de repulsión/atracción permiten que la carcasa protectora (1 ) permanezca abierta o expandida cuando los ¡manes se repelen, pero mantiene la carcasa unida (atracción) al elemento de sujeción (7) del GET (6), el cual es principalmente ferromagnético, y con ello, propicia un buen contacto entre el alojamiento interno (2) y el elemento de sujeción (7), lo que permite el flujo del calor por contacto desde el alojamiento interno (2) al elemento de sujeción (7), y con ello, se evita el aumento de la temperatura al interior del alojamiento interno (2), y en consecuencia, se protege al sensor de monitoreo (3) y sus componentes electrónicos.

Opcionalmente, la presente carcasa protectora (1 ) puede complementariamente comprender al menos un resorte (21 ) ubicado al centro de la base de la envolvente externa (5) como sistema de amortiguamiento, que regula la velocidad de la repulsión, desacelerándola.

Tanto la envolvente externa (5) como el alojamiento interno (2) son de un material con conductividad térmica inferior a aquella del material del GET (6), el cual está principalmente fabricado mediante diferentes aleaciones de acero, con un coeficiente de conductividad térmica generalmente superior a 35 (W/m K). Lo anterior, permite que la carcasa protectora (1 ) presente un retardo en la tasa de transferencia de calor hacia el manto interno de la envolvente externa (5). Se pueden seleccionar materiales que posean una baja conductividad térmica, esto es, una conductividad térmica entre 0,1 a 0,35 (W/m K), además que resistan alta temperatura de trabajo, que sean de bajo costo, y que tengan la posibilidad de ser fabricados en forma masiva. Estos materiales pueden seleccionarse, entre otros, con baja conductividad térmica, de aquellos mencionados en la Tabla 1 siguiente:

Tabla 1

Adicionalmente, la envolvente externa (5) está separada inferior y horizontalmente por una base plana del material antes descrito, dando origen a una zona superior abierta y una zona inferior abierta, donde la zona superior abierta recibe al alojamiento interno (2) mientras la zona inferior abierta puede estar rellena parcial o totalmente con un material aislante (9) de baja conductividad térmica, y cuya función es retardar aún más el flujo de calor proveniente desde el GET (6) hacia el sensor de monitoreo (3), donde dicho material aislante (9) se puede ingresar por inyección mediante una pequeña perforación pasante lateral (19), ver Figuras 5A-5C. La razón de altura de ambas zonas es aproximadamente 1 :2, pero no limitada a, aunque esta proporción puede variar dependiendo de los elementos de desgaste (6) en que la presente carcasa se utilice.

Opcionalmente, la zona inferior abierta en lugar de surgir como una extensión continua del manto de la envolvente externa (5), puede seleccionarse de al menos tres medios de agarre/sujeción o sujetadores (8) que se proyectan hacia abajo y se distribuyen perimetralmente de forma equidistante desde la base plana de la envolvente externa (5) y que pueden recibir material aislante (9) en, por ejemplo, formato compacto tipo disco, ver Figuras 4A-4C.

El material aislante (9) de baja conductividad térmica puede ser seleccionado, entre otros, de aquellos mencionados en la Tabla 2.

Tabla 2 Si bien el alojamiento interno (2) se ubica al interior de la envolvente externa (5), ambos poseen muy pocos puntos de contacto entre sí, lo cual dificulta la transferencia de calor desde la envolvente externa (5) hacia el alojamiento interno (2), produciendo otro retardo o disminución de flujo de calor, ya que entre ambos sólo hay aire, que es un material de baja conductividad térmica, y por lo tanto, puede ser usado como aislante térmico.

Asimismo, el alojamiento interno (2) puede disponer de un recubrimiento conductor (15), que cubre parcial o completamente su superficie exterior, donde dicho recubrimiento conductor (15) se selecciona de un material de alta conductividad térmica, superior a 50 (W/m K), lo que permite disipar el calor o bien transferirlo por conducción desde el alojamiento interno (2) hacia el elemento de sujeción (7) del GET (6).

El material de alta conductividad térmica se puede seleccionar, pero no limitado a los materiales mencionados en la Tabla 3:

Tabla 3

De esta forma, la presente carcasa protectora (1 ) mediante medios de repulsión/atracción seleccionados de dos pares de ¡manes (17, 18), ubicados en forma enfrentada, en el alojamiento interno (2) y la envolvente externa (5), y complementariamente entre ambos, permite que las dos aletas laterales inferiores opuestas (13) del alojamiento interno (2) se deslicen verticalmente, en el interior de la envolvente externa (5), manteniendo su recorrido de deslizamiento dentro de los dos heles laterales verticales opuestos (11 ) ubicados en el interior de la envolvente externa (5). Luego, cuando el alojamiento interno (2) es presionado hacia el elemento de sujeción (7) del GET (6), el recubrimiento conductor (15) de alta conductividad térmica del alojamiento interno (2) hace contacto, en forma permanente, al elemento de sujeción (7), transfiriendo hacia éste el flujo de calor proveniente desde el GET (6), impidiendo así que se acumule calor al interior del alojamiento interno (2), y previniendo así el daño en el sensor de monitoreo (3). La presente carcasa protectora (1 ) asegura una baja temperatura en los sensores de monitoreo (3) instalados en GETs (6), posee un bajo costo de fabricación, y es de sencilla instalación.

En resumen, la presente carcasa protectora (1 ) de sensor de monitoreo (3) a ser instalada en una cavidad de un GET (6) respecto de su elemento de sujeción (7), de equipo de carguío minero, brinda protección térmica a dicho sensor de monitoreo (3), pudiendo la dupla GET (6) - elemento de sujeción (7) ser seleccionada de diente-adaptador, adaptador-labio, entrediente-labio, guardera-labio, entre otras, y dicho equipo de carga minera se puede seleccionar de cargadores frontales, palas eléctricas o palas hidráulicas, entre otras, que comprende: a) un alojamiento interno (2) en cuyo interior se aloja el sensor de monitoreo (3) y que comprende al menos dos aletas laterales superiores opuestas (14), que a su vez poseen una cavidad interna que puede alojar un medio de atracción seleccionado de un imán (17), al menos dos aletas laterales inferiores opuestas (13), un recubrimiento conductor (15) que cubre parcial o completamente la superficie exterior del alojamiento interno (2), donde dicho recubrimiento conductor (15) que cubre parcial o totalmente la superficie externa del alojamiento interno (2) se selecciona de un material de conductividad térmica mayor a 50 W/m K, y preferentemente, dicho material se selecciona de plata (Ag), cobre (Cu), oro (Au), aluminio (Al), zinc (Zn), latón (60/40), níquel (Ni), acero dulce, entre otros; donde dichas al menos dos aletas laterales superiores opuestas (14) permiten el encaje del alojamiento interno (2) con la envolvente externa (5), y tienen una cavidad inferior que puede alojar un medio de atracción seleccionado de un imán (17) que permite la autorregulación de la posición del alojamiento interno (2) respecto de la envolvente externa (5), esto es, si la carcasa protectora (1 ) está parcial o completamente contraída, y además genera una atracción entre el medio de alojamiento interno (2) con el elemento de sujeción (7) del GET (6), el cual es principalmente ferromagnético, y con ello, propicia un buen contacto entre el alojamiento interno (2) y el elemento de sujeción (7), permitiendo el flujo del calor por contacto hacia el elemento de sujeción (7), y con ello, se evita el aumento de la temperatura al interior del alojamiento interno (2), y en consecuencia, se protege al sensor de monitoreo (3) y sus componentes electrónicos; donde dicha al menos dos aletas laterales inferiores opuestas (13) permiten el deslizamiento del alojamiento interno (2) a lo largo de al menos dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ) ubicados al interior de una envolvente externa (5); donde el mecanismo de bloqueo (10) ubicado en la envolvente externa (5) se desliza verticalmente hacia arriba cuando las dos aletas laterales inferiores opuestas (13) del alojamiento interno (2) se deslizan hacia los dichos al menos dos heles laterales verticales opuestos (11 ), ubicados en la envolvente externa (5), permitiendo su paso, y posteriormente quedando éstas confinadas en su movimiento dentro de dichos dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ); donde el alojamiento interno (2) es de cierre removible que comprende una tapa inferior removible (4), que permite encapsular al sensor de monitoreo (3) y generar un cierre principalmente hermético que impide que polvo, tierra, barro y otros agentes ambientales entren en contacto directo con el sensor de monitoreo (3) o cualquiera de sus componentes electrónicos, donde la tapa inferior removible (4) puede seleccionarse de una base con medios de cierre por encaje (16); y b) una envolvente externa (5) que recibe al alojamiento interno (2) y se une a éste mediante medios de encaje superiores (12) que reciben dichas al menos dos aletas laterales superiores opuestas (14), las cuales tienen una cavidad inferior que pueden alojar un medio de atracción seleccionado de un imán (17), y que permiten la autorregulación de la posición del alojamiento interno (2) respecto de la envolvente externa (5), permitiendo el cierre o contracción de la carcasa protectora (1 ) mientras que el alojamiento interno (2) se ensambla a la envolvente externa (5) mediante al menos dos heles laterales verticales opuestos (11 ) que reciben dichas dos aletas laterales inferiores opuestas (13) del alojamiento interno (2), donde el recorrido en cada riel lateral vertical es limitado por un tope o brazo recto (22), lo que permite la autorregulación de la altura de la carcasa protectora (1 ), donde dicho mecanismo de bloqueo (10) descansa en una proyección recta interna horizontal inmediatamente contigua a los al menos dos heles laterales verticales opuestos (1 1 ), ubicada en el manto interno de la envolvente externa (5), el cual se puede seleccionar de un medio de bloqueo tipo palanca que comprende dos brazos unidos en ángulo, un primer brazo recto y un segundo brazo oblicuo y un medio de barrera (20), donde el medio de barrera (20) limita el desplazamiento del mecanismo de bloqueo (10), donde al menos dos medios de repulsión, seleccionados de un imán (18) y que asisten en la autorregulación de la posición del alojamiento interno (2) respecto de la envolvente externa (5), se ubican dentro de medios de encaje superiores (12) y que corresponden a una proyección superior lateral interna que los recibe ajustadamente en su interior; o donde dicho medio de repulsión podría comprender también de al menos un resorte (21 ) ubicado de forma centrada y en la zona superior de la envolvente externa (5), o donde dicho medio de repulsión podría comprender también de una combinación de dicho al menos un resorte (21 ) y dicho al menos dos medios de repulsión seleccionado de un imán (18), donde la zona inferior de la envolvente externa (5) comprende un material aislante (9) de relleno parcial o total, donde la envolvente externa (5) está dividida en su interior por un medio de separación plano (23), formando una zona superior y una zona inferior, donde dicho medio de separación plano (23) es del mismo material que la envolvente externa (5), tiene al menos dos pequeñas perforaciones pasantes laterales (19) que permiten la inyección del material de relleno y la razón de altura entre la zona superior e inferior puede ser aproximadamente 1 :2, pero no limitada a, o alternativamente, la zona inferior puede estar formada por al menos tres medios de agarre/sujeción o sujetadores (8) que se proyectan desde el medio de separación hacia abajo y se distribuyen peñmetralmente de forma equidistante.

La presente invención ha usado como ejemplo práctico el caso en que el GET (6) corresponde a un diente y el elemento de sujeción (7) a un adaptador. Sin embargo, puede ser usado en las siguientes combinaciones que son análogas a aquella antes descrita: dupla GET (6) - elemento de sujeción (7) que puede corresponder a un diente-adaptador, adaptador-labio, entrediente- labio, guardera-balde, entre otras combinaciones.

Ejemplo 1

Mediante una pistola de calor se calentó permanentemente el exterior de un GET desde la temperatura ambiente a 185 ^e C aproximadamente. Tanto la temperatura del GET como del elemento de sujeción fueron medidas con un termómetro láser y registradas en el tiempo. Además, al interior del GET fue instalada una termocupla para controlar en el tiempo la temperatura cercana al sensor de monitoreo. Mientras, al interior de la carcasa se mantuvo un sensor digital de temperatura con registro continuo de temperatura. De la prueba realizada, se obtuvo el gráfico de la Figura 15, que da cuenta del efecto de aislación térmica del sensor protegido por la presente carcasa protectora. Del gráfico se puede observar que para un diente calentado hasta 185 °C (T Diente O GET), el sensor de monitoreo al interior de la carcasa protectora alcanzó 60 °C (T sensor), mientras que su elemento de sujeción alcanzó a registrar 55 °C (T adaptador o elemento de sujeción).