Dispositivo o herramienta automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimientos en un molino; procedimiento de instalación de los medios de fijación de un revestimiento; procedimiento de remoción de los medios de fijación de un revestimiento.

MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a los dispositivos, herramientas y/o procedimientos que son utilizados para la extracción e inserción de medios de fijación de los elementos de desgaste, tal como revestimientos o corazas, que se disponen en la superficie de la carcasa de un molino para la molienda de mineral en la industria minera.

Preferentemente la invención se refiere a un dispositivo o herramienta automatizado para extraer y/o fijar un medio de fijación de un revestimiento o coraza de un molino, tal como por ejemplo una tuerca y/o perno, cuya configuración permita un proceso automatizado de extracción, inserción y fijación de dicha tuerca, sin que tenga que intervenir el personal de mantención en el accionamiento y manipulación de dicho dispositivo o herramienta, de forma que el proceso de recambio de un revestimiento sea optimizado, asegurando una correcta instalación y extracción de dichos elementos de sujeción en cada revestimiento que será cambiado, logrando un mayor grado de certeza y eficacia, por lo tanto optimizando el tiempo de parada del molino por mantención, las paradas no programadas por reparación por un proceso llevado a cabo en forma deficiente y evitando exponer el personal de mantención a los riesgos asociados a este tipo de procedimiento. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La extracción de elementos de fijación de los revestimientos de un molino para llevar a cabo su reemplazo constituye un proceso altamente repetitivo, al tener que utilizar una gran cantidad de elementos de fijación para poder fijar en forma correcta y segura la gran cantidad y variedad de revestimientos que comprende un molino en el interior de su carcasa.

Debido al impacto del mineral y del medio de molienda sobre los revestimientos, éstos son sometidos a un constante desgaste, razón por la cual deben ser periódicamente cambiados. El recambio de los revestimientos en la técnica requiere de la utilización de herramientas o dispositivos que normalmente son operados por el personal directamente en la zona de recambio que ayuden al posicionamiento, guiado, fijado y/o soltado de los revestimientos, siendo un proceso de alto riesgo para el personal que interviene en la operación de recambio, así como un mayor tiempo asociado a la operación de mantención.

Los revestimientos se instalan en la superficie interior del molino, los cuales poseen diferente configuración, tamaño y forma de acuerdo a su ubicación, siendo fijados y/o sujetados por medios de fijación, que normalmente se encuentran formados por un perno que se inserta en un orificio que posee el revestimiento y el casco del molino, de forma tal que un extremo hilado de dicho perno sobresale hacia fuera desde el casco del molino en la parte exterior de este para permitir la disposición de un elemento de sellado, tal como una arandela o golilla vulcanizada, y un elemento de apriete, tal como una tuerca, la cual es apretada con el torque necesario, que normalmente es alto, para apretar y por ende fijar en forma segura el revestimiento a la superficie interior del casco del molino, y proporcionado el sello necesario para evitar fugas de pulpa desde el interior del molino a través de dichos medios de fijación.

El procedimiento de recambio de los revestimientos normalmente se lleva a cabo con herramientas que son operadas por personal de mantenimiento para llevar cabo cada una de dichas tareas que implican dicho recambio, tal como el utilizar herramientas que permiten soltar y retirar las tuercas y/o pernos, herramientas o elementos que permiten retirar las arandelas, herramientas para empujar los pernos hacia el interior del molino, herramientas para retirar los revestimientos desde su ubicación en el interior del molino, y donde para la instalación del revestimiento se requiere de llevar a cabo cada una dicha etapas señaladas pero en orden inverso.

Una de las etapas que más tiempo requiere en su ejecución en el proceso de recambio de revestimiento dice relación con los pasos de soltar, retirar, insertar y apretar las tuercas desde el vástago hilado expuesto por el exterior del molino del perno de sujeción y fijación de los revestimientos, ya que se requiere de gran cantidad de personal al tener que soltar una gran cantidad de medios de fijación que comprende la gran cantidad de revestimientos utilizados en un molino, así como las herramientas indicadas para lograr el soltado de la tuerca en cada uno de los diferentes tipo de molinos que existen, y la cantidad de diversas labores que se deben llevar a cabo en la extracción e inserción de un medio de fijación de un revestimiento.

El medio de fijación al verse expuesto a ambientes adversos, normalmente es limpiado y lubricado manualmente en su zona hilada mediante cepillo o trozos de genero para facilitar su extracción o inserción, posteriormente, en el proceso de instalación del medio de fijación, se procede a la pre-instalación de la tuerca o perno en forma manual en la disposición a ser fijada, para proceder al pre-apriete con una herramienta que normalmente es de impacto, tal como una herramienta neumática, para luego proceder al apriete a torque final con una herramienta de torque, que puede ser hidráulica o eléctrica. Para llevar a cabo el proceso de extracción del medio de fijación, posterior al limpiado y lubricado, los demás pasos son llevados en forma inversa para soltar una tuerca o perno.

Al ser llevado a cabo cada una de las etapas en el proceso de extracción e instalación de los medios de fijación de un revestimiento para su recambio, por un gran cantidad de personal, así como con una gran cantidad de herramientas diferentes, y en condiciones de trabajo extremas, resulta en que normalmente el tiempo de parada programado se extienda, haciendo el proceso menos eficiente, sin embargo muchas veces para cumplir con dicho programa la gran cantidad de personal de mantención que lleva a cabo dicho procedimiento no realiza en forma óptima cada uno de los diversos pasos o tareas para extraer o instalar los medios de fijación de un revestimiento, lo cual conduce normalmente a fallas en el sistema, tal como fugas por perdida de sello y desprendimiento de los revestimientos, resultando en detenciones posteriores no programadas para su reparación. Las condiciones adversas en las cuales es llevado a cabo dicho procedimiento por el personal, hace más alto el riesgo de sufrir accidentes.

En la técnica se han desarrollado e implementado una serie de dispositivos, herramientas y procedimientos que se encuentran orientados a solucionar los problemas asociados al retiro e inserción de los medios de fijación en el recambio de un revestimiento de un molino, tal como el descrito en la solicitud nacional 2642-2005 (MI ROBOTIC SOLUTIONS S.A.) de fecha de publicación el 01/06/2007, y que corresponde al Registro Nacional 49044, que describe un método robotizado para el procedimiento de retiro de pernos de molinos SAG, el que a su vez comprende proveer un brazo robótico con al menos 5 grados de libertad, tomar una herramienta de corte de tuercas desde un rack porta-herramientas, cortar o soltar la tuerca y tomar una herramienta removedora de pernos para botar un perno de sujeción del molino. En este documento no se especifica la forma y configuración estructural que poseen las herramientas, solamente se describe que el brazo robótico toma una herramienta para cortar o soltar la tuerca y una herramienta removedora de pernos, señalando solamente que corresponde a un equipo hidráulico, adicionalmente se describe que el rack portaherramientas también comprende una llave de torque, y herramientas para apretar y soltar pernos.

Por otro lado, la solicitud nacional 201702310 (IVAN JORGE PEREZ GUTIERREZ) de fecha de presentación el 12/09/2017 describe un sistema de remoción y apriete de pernos para revestimientos de molinos que comprende un riel fijo a una plataforma de operación, un soporte móvil y basculante que puede tomar distintas posiciones a lo largo del riel lo que permite posicionar la llave frente a varias corridas de pernos dependiendo de la posición que tome el soporte móvil y basculante, donde la llave que aplica la torsión al perno es de tipo de motor con reductor plantario siendo el motor de accionamiento eléctrico, hidráulico, neumático, con trinquete dentado o trinquete por fricción. Si bien es cierto que se describe un sistema de apriete en donde existe una medio que permite facilitar la movilidad de la herramienta de torsión hacia los distintos puntos en donde se debe de llevar a cabo el proceso de remoción y apriete de los pernos de un revestimiento en un molino, sin embargo el sistema aun considera la operación manual de la llave para aplicar presión hasta que la válvula de alivio de la unidad hidráulica corta el paso de energía al motor.

Un aparato y método para extraer tuercas de extracción rápida es divulgado en la solicitud nacional 201700082 (DESARROLLO Y OPTIMIZACION DE SISTEMAS PRODUCTIVOS S.A.) de fecha de presentación 12/01/2017, cuya configuración permite desmontar y desarmar de manera rápida y eficiente una tuerca de extracción rápida, donde el aparato comprende un cilindro hidráulico el cual tiene una tuerca que se apoya en el extremo del perno, además de dos mandíbulas que envuelven desde la base el cuerpo exterior de la tuerca que al contraerse las mandíbulas y accionar el cilindro hidráulico, extraen dicho cuerpo exterior, con lo cual los pasadores y buje partido del cuerpo hueco interior se salen de su posición, dejando destrabada la tuerca y liberando el extremo del perno, que mantiene la unión del tambor del molino con el revestimiento interno. Si bien es cierto esta solución propuesta facilita la extracción de un medio de fijación de un revestimiento en un molino, sin embargo requiere de la manipulación directa del personal de mantención, al tener que posicionar la camisa endurecida del aparato de manera fija en el extremo del perno, para accionar una manivela girándola que permite accionar las mandíbulas para abrazar la tuerca y cerrar las mandíbulas, para posteriormente tener que ser accionado, por parte del operador, el cilindro hidráulico que al desplazar el vástago el cuerpo exterior de la tuerca es extraído de ésta.

La solicitud CL 201502262 (RUSSEL MINERAL EQUIPMENT PTY) presentada con fecha 23/08/2015, la cual es miembro de familia del documento WO2014/124491 con fecha de publicación 21/08/2014, describe un aparato para suspender y guiar una herramienta, de manera externa, de un molino de molienda donde dicho aparato provee cuatro o menos grados de libertad a dicha al menos una herramienta y en donde al menos uno de dichos grados de libertad es un movimiento en ángulo alrededor del eje de rotación de dicho molino, donde el aparato comprende un primer riel curvo dispuesto fuera y al menos parcialmente circundando una parte del cuerpo de dicho molino, un primer carro primario instalado para desplazarse a lo largo de dicho riel curvo y un primer carro de herramientas acoplado al primer carro primario, en donde dicha al menos una herramienta se instala en dicho carro de herramienta por medio de un primer mecanismo de desplazamiento para el movimiento axial del mismo. El objetivo de la configuración descrita por Russell es permitir que una herramienta de un molino se suspenda y guie externamente a lo largo de una trayectoria curva, la que puede corresponder a la curvatura del cuerpo del molino.

El hecho que las soluciones descritas en el arte previo consideren la suspensión de herramientas, el accionamiento a través del desplazamiento de rieles, y/o brazos telescópicos así como requerir la operación manual de más de una herramienta en más de una de las tareas involucradas en la extracción e instalación de los elementos de fijación de los revestimiento de un molino, conducen a errores en el procedimiento, tal como por ejemplo alineación deficiente de la herramienta, operación deficiente, entre otros, que al requerir de gran cantidad de personal para llevar a cabo el proceso, hacen que éste sea menos eficiente y más riesgoso.

Por lo tanto existe la necesidad en la técnica de proporcionar una herramienta o dispositivo para la instalación y/o desinstalación de al menos un medio o elemento de fijación y/o sujeción de los revestimientos de molinos cuya configuración permita llevar cabo cada una de las tareas involucradas, tal como limpieza, lubricación, instalación, soltado, extracción, apriete y torqueo final mediante el mismo dispositivo sin necesidad de utilizar diferentes herramientas para llevar a cabo cada una de dichas tareas, y donde la operación de dicho dispositivo sea en forma automatizada y remota, de forma tal de evitar la intervención del personal de mantenimiento, para evitar los errores que normalmente se producen con los sistemas, aparatos, dispositivos, herramientas y procedimiento utilizados en el estado de la técnica. RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene por objeto proporcionar un dispositivo o herramienta cuya configuración permite llevar a cabo todas las tareas involucradas en la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimiento en los molinos, tal como tuercas y/o pernos, de manera automática y remota con el mismo dispositivo o herramienta, sin la intervención del personal de mantenimiento.

Otro objetivo de la invención dice relación con el proporcionar un dispositivo o herramienta automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimientos de un molino, tal como tuercas y/o pernos, que permita llevar a cabo dicho procedimiento en más de al menos un medio de fijación a la vez, con el mismo dispositivo o herramienta.

La invención consiste en un dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimientos de un molino, tal como tuercas y/o pernos, que comprende una estructura base o chasis (2), más de un actuador de torque y sistema de transmisión (3) integrado por un dado (4) que se encuentra acoplado a través de un acople móvil (5) a un eje motriz (6) de un actuador de torque (7), de forma tal que dicha configuración permite que el dado (4) realice desplazamientos axiales, logrando la inserción de la tuerca dentro del dado (4) en forma automática, y al menos un sistema de lavado y lubricación (9) integrado en la zona frontal (8) de la disposición del dado (4) que permite realizar la tarea de lavado y lubricación en los hilos del medio de fijación con el mismo dispositivo o herramienta (1) de la invención.

En una modalidad de la invención el dispositivo o herramienta (1) puede comprender al menos un sensor, tal como al menos un sensor de posición (11) que le permiten determinar la distancia efectiva de los actuadores de torque y sistema de transmisión (3) respecto de ellos mismos y del chasis, para acceder a las diferentes posiciones de los medios de fijación de los diferentes revestimientos que comprende el molino, y/o al menos un sensor de alineación (12) que permite verificar si el perno y/o tuerca se encuentra en la posición correcta o se encuentra desplazado axial o radialmente en una posición incorrecta respecto del dado (4), y/o al menos un sensor de limpieza y lubricación (13) que permite verificar la posición del dado respecto de la tuerca y/o perno para activar la tarea de limpieza y lubricación, y/o al menos un sensor de soltado, apriete y/o torque (14) que permite verificar la acción de cada una de dichas tareas.

Con la configuración del dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimientos en el molino de la presente invención, se logra extraer y/o fijar más de un medio de sujeción a la vez con la misma herramienta, y donde además permite llevar a cabo cada una de las tareas involucradas en la extracción y/o inserción de los medios de fijación en los revestimiento con el mismo dispositivo, tal como limpieza, lubricación, instalación, soltado, extracción, apriete y torqueo final, mediante funcionamiento automático y accionamiento remoto, proporcionado así un dispositivo o herramienta automatizado de accionamiento remoto, que permite asegurar la calidad, certeza y efectividad del proceso, por lo tanto optimizando el tiempo de parada del molino por mantención, y evitando exponer el personal de mantención a los riesgos asociados a este tipo de procedimiento.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Con el objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado la invención.

La figura N° 1 .- corresponde a una vista isométrica del dispositivo de la presente invención.

La figura N° 2.- corresponde a una vista isométrica que muestra el detalle sistema de transmisión de torque del dispositivo de la presente invención. La figura N° 3.- corresponde a una vista en planta superior del dispositivo de la presente invención.

La figura N° 4.- corresponde a una vista en planta superior que muestra un detalle de al menos un sistema de lavado y lubricación que comprende el dispositivo de la presente invención.

La figura N° 5.- corresponde a una vista frontal del dispositivo de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCION

La invención consiste en un dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimientos en el molino, tal como tuercas y/o pernos, la cual se ilustra a modo de ejemplo en la figura N° 1 , comprende una estructura base o chasis (2) en la cual son alojados los elementos necesario que permiten hacer funcionar el sistema del dispositivo, al menos un actuador de torque y sistema de transmisión (3), de forma preferente son dispuestos dos actuadores de torque y sistema de transmisión (3) en el chasis para llevar a cabo el proceso de extracción o instalación en más de un medio de fijación a la vez con la misma herramienta (1), donde el actuador de torque y sistema de transmisión (3) corresponde a un sistema mecánico que permite generar y transmitir el alto torque necesario a un dado (4) de extracción o instalación.

Cada al menos un actuador de torque y sistema de transmisión (3) se encuentra integrado por un dado (4) que se encuentra acoplado a través de un acople móvil (5) a un eje motriz (6) de un actuador de torque (7), lo cual se ilustra a modo de ejemplo en las figuras N° 2 y 3, de forma tal que dicha configuración permite que el dado (4) realice desplazamientos axiales, logrando la inserción de la tuerca dentro del dado (4) en forma automática. El eje motriz (6) que acopla el actuador de torque (7) al dado (4) permite a la vez acoplar la tuerca y/o perno del medio de fijación a ser extraído o instalado y transmitir a éste el torque necesario para realizar la instalación o desinstalación de dicho medio o elemento de fijación.

En la zona frontal (8) de la disposición del dado (4) es integrado un sistema de lavado y lubricación (9) que permite realizar la tarea de lavado y lubricación en los hilos del medio de fijación con el mismo dispositivo o herramienta (1) de la invención. El chasis (2) comprende un elemento de acople (10) que permite acoplar y/o fijar el dispositivo o herramienta (1 ) en un medio de manipulación, tal como por ejemplo en forma preferente un manipulador robótico.

En una modalidad preferente de la invención el dispositivo o herramienta (1) puede comprender una pluralidad de actuador de torque y sistema de transmisión (3) dispuesto en el chasis (2) que poseen una configuración que permite ajustar su posición relativa, para así alinear sus dados (4) a las posiciones de los medios de fijación, tuerca y/o pernos, de cada revestimiento, lo cual puede ser realizado indistintamente por accionamiento de tornillo mecánico, piñón cremallera, o bien un actuador lineal de tipo hidráulico o eléctrico.

El dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimientos en el molino, en una modalidad de la invención puede comprender al menos un sensor, (figuras N° 1 y 5), tal como al menos un sensor de posición (11) que le permiten determinar la distancia efectiva de los actuadores de torque y sistema de transmisión (3) respecto de ellos mismos y del chasis, para acceder a las diferentes posiciones de los medios de fijación de los diferentes revestimientos que comparten el molino, y/o al menos un sensor de dado acoplado y de alineación (12) que permite verificar si el perno y/o tuerca se encuentran en la posición correcta o se encuentra desplazado axial o radialmente en una posición incorrecta respecto del dado y acoplado a éste (4), y/o al menos un sensor de limpieza y lubricación (13) que permite verificar la posición del dado respecto de la tuerca y/o perno para activar la tarea de limpieza y lubricación, y/o al menos un sensor de soltado, apriete y/o torque (14) que permite verificar la acción de cada una de dichas tareas, y/o al menos un sensor de dado libre (15) que permite verificar que el dado se encuentra fuera de la posición de encaje con el perno y/o tuerca, y un sensor de revoluciones (16).

El dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimientos en el molino, tal como tuercas y/o pernos, puede comprender un sistema de control, que permite operar y controlar dicho dispositivo para el recambio de revestimientos de la presente invención, que tiene la función de proveer de energía y controlar el dispositivo en comunicación con el manipulador al cual se encuentra adosado, además poseer controles para monitoreo. El sistema de control posee al menos al menos un tablero de fuerza o TDF, tablero de control o TDC gabinetes de control, tablero de detección de posición TDP y la interfaz hombre máquina o HMI, central hidráulica, sensores inductivos, encoder, entre otros medios de control.

El procedimiento de instalación de los medios de fijación de un revestimiento, tuerca y/o perno, es llevado a cabo mediante el traslado del dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación mediante un manipulador automático, tal como por ejemplo un manipulador robótico, hacia un sistema de alimentación de los medios de sujeción, golilla, tuerca y/o pernos, que son dispuestos en los dados (4), una vez realizada dicha tarea el manipulador lleva el dispositivo o herramienta (1) a su posición de trabajo, enfrentando y alineando los medios de sujeción a los orificios del molino en que se realizará la instalación. El manipulador aproxima los medios de sujeción al hilo de instalación correspondiente, momento en el cual estos son lavados y lubricados por el sistema de lavado y lubricación (9), posteriormente el manipulador realiza el avance del dispositivo o herramienta (1) hasta que se logra la pre-inserción de los hilos, mientras aplica torque a los dados (4) por medio del actuador de torque (7) que aplica torque hasta el momento en que se logra el número de vueltas o giros y el nivel de torque pre-programado para la tarea.

El procedimiento de remoción de los medios de fijación de un revestimiento, tuerca y/o perno, es llevado a cabo mediante el movimiento del manipulador con el dispositivo o herramienta (1 ) fijada a éste hasta que los dados (4) enfrentan los medios de sujeción que deben ser extraídos, el manipulador aproxima los dados (4) a los medios de sujeción, momento en que estos son lavados y lubricados a través de la activación del sistema de lavado y lubricación (9), el manipulador hace avanzar los dados (4) hasta lograr la inserción total de éstos, en los medios de sujeción, el dispositivo o herramienta (1) genera un torque en el sentido que permita remover los medios de sujeción de sus puntos de trabajo, el manipulador mueve el dispositivo o herramienta (1 ) a una ubicación lejana al punto de desinstalación, donde los medios de fijación extraídos serán dispuestos finalmente.

El dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimientos en el molino en una modalidad de la invención puede comprender un medio de detección de la posición de los medios de fijación de los revestimientos configurado por al menos un sistema de visión artificial que se basa en técnicas de visión artificial mediante la utilización de cámaras por triangulación láser (L) a través de la cual es realizado un escáner del manto de la superficie del molino para determinar la posición en que deberá ser insertado o extraído el medio de fijación, siendo capaz dicho sistema de visión artificial de entregar la distancia y ángulo de la sucesión de agujeros, para que el manipulador tome la decisión de inserción, extracción y/o acercamiento.

Con la configuración del dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimiento en el molino, permite extraer y/o fijar más de un medio de sujeción a la vez con la misma herramienta, y donde además permite llevar a cabo cada una de las tareas involucradas en la extracción y/o inserción de los medios de fijación en los revestimientos con el mismo dispositivo, tal como limpieza, lubricación, instalación, soltado, extracción, apriete y torqueo final, mediante funcionamiento automático y accionamiento remoto, evitando así la utilización de más de una herramienta para llevar a cabo todo el procedimiento, así como evitando la manipulación por el personal de mantención, haciendo más efectivo, más rápido de mejor calidad y menos riesgoso el proceso de extracción e inserción de los medios de sujeción y/o fijación de los revestimiento en un molino, logrando un proceso más eficiente y seguro. Si bien la configuración del dispositivo o herramienta (1) automática para la extracción e instalación de los medios de fijación de los revestimiento en el molino aquí descritas constituye una inclusión preferida de esta invención, se debe entender que la invención no se limita a esta forma precisa del sistema para el recambio de revestimiento, ya que se pueden hacer cambios en este sin apartarse del alcance de la invención, que se definen en las reivindicaciones adjuntas.