Sistema y control de manipulación de material a granel.

Un aparato de manipulación de material a granel, que comprende:

un transportador (78) de material a granel que comprende una cinta (82) para transportar material a granel, un miembro rascador (210) para rascar material a granel de la cinta (82) de la cinta transportadora de material a granel, teniendo el miembro rascador (210) un sensor de movimiento (10) asociado con él para generar una señal de estado indicativa del movimiento del miembro rascador, un controlador (12) para generar una señal de control que depende de la señal de estado, y un amortiguador (302) acoplado al miembro rascador (210), de manera tal que el amortiguador (302) sea capaz de amortiguar el movimiento del miembro rascador (210), por lo que el controlador (12) está configurado y adaptado para generar la señal de control en respuesta a una señal de estado para controlar el diseño de respuesta de señal definido por una pluralidad de valores de parámetros del sistema (s1, s2, s3, s4); caracterizado porque el amortiguador (302) responde a la señal de control de una manera tal que el amortiguador puede amortiguar el movimiento del miembro rascador a diferentes índices o frecuencias que son dependientes de la señal de control, y dichos valores comprenden un valor mínimo y un valor máximo, definiendo valor mínimo un nivel mínimo de la señal de control asociada con la operación segura contra fallos del miembro rascador (210) y definiendo el valor máximo un nivel máximo de la señal de control asociada con la operación estable del miembro rascador (210) .

Sistema y control de manipulación de material a granel.

Los aparatos de manipulación de material a granel son utilizados en conexión con el almacenamiento y movimiento de materiales a granel tales como grano, arena, gravilla, carbón y similar. Los aparatos de manipulación de material a granel incluyen un aparato principal y un aparato secundario o accesorio. Los aparatos principales incluyen transportadores, puntos de transferencia de transportador, rampas o tolvas de transferencia, cubos para basura, silos, tolvas, estructuras asociadas y similares. Los aparatos accesorios incluyen limpiadores de cintas transportadoras, cañones de aire, de vibradores industriales, dispositivos de seguimiento de cinta y similares que son utilizados en combinación con el aparato principal de manipulación de material a granel. Por ejemplo, aparatos accesorios tales como cañones de aire y vibradores individuales son utilizados en combinación con aparatos principales tales como puntos de transferencia, rampas de transferencia, cubos, silos y tolvas para facilitar y controlar el flujo de material a granel a través del aparato principal y mejorar el rendimiento del aparato principal. Similarmente, aparatos secundarios tales como limpiadores de cintas transportadoras son utilizados en combinación con aparatos principales tales como transportadores para mejorar el rendimiento de los aparatos principales.

En algunos casos, tales como en la combinación de un vibrador industrial y una rampa de transferencia, el aparato accesorio está adaptado para crear vibraciones y para transferir vibraciones al aparato principal para inducir el flujo de material a granel a través del aparato principal. En otros casos, tales como en la combinación de un limpiador de cinta transportadora con un transportador de cinta, la vibración del aparato accesorio limpiador de cinta con respecto al aparato principal transportador de cinta es preferiblemente reducida o eliminada.

Los transportadores incluyen una cinta sinfín para mover materiales a granel desde una posición a una segunda posición. Cuando el material a granel es descargado desde la cinta transportadora, una parte del material a granel permanece a menudo adherida a la cinta. Lo limpiadores de cinta transportadora que tienen una o más cuchillas rascadoras son utilizados para rascar el material adherente de la cinta y limpiar por ello la cinta. Las cuchillas rascadoras de un limpiador de cinta transportadora están típicamente unidas a un árbol transversal que se extiende transversalmente a la anchura de la cinta transportadora. El limpiador de cinta transportadora puede incluir uno o más dispositivos de tensado que cargan las cuchillas rascadoras en aplicación con la cinta transportadora con una fuerza que proporciona una presión de rascado entre la cuchilla rascadora y la cinta. El borde de rascado de cada cuchilla rascadora se desgasta durante su utilización debido a su aplicación de rascado con la cinta transportadora móvil. Unos tensores mueven las cuchillas rascadoras cuando las cuchillas rascadoras se desgastan para mantener las cuchillas rascadoras en aplicación de rascado cargada con la cinta transportadora.

Con el fin de obtener un rendimiento adecuado del limpiador de la cinta transportadora, las cuchillas rascadoras son cargadas a aplicación de rascado con la cinta transportadora con una magnitud de fuerza seleccionada para generar una presión de rascado o limpieza deseada entre la cuchilla rascadora y la cinta, y porque las cuchillas rascadoras están dispuestas en un ángulo de limpieza seleccionado con respecto a la cinta dependiendo de las condiciones operativas. Si las cuchilla rascadoras son cargadas contra la cinta transportadora con una magnitud de fuerza excesiva, esto puede dar como resultado un desgaste excesivo de las cuchillas rascadoras, puede provocar daños en la cinta transportadora, y puede hacer que la punta de la cuchilla rascadora desarrolle una temperatura excesivamente elevada debido a la fricción generada entre la cuchilla rascadora y la cinta transportadora móvil. Si las cuchillas rascadoras son cargadas contra la cinta transportadora con una fuerza demasiado pequeña, las cuchillas rascadoras no pueden limpiar eficazmente la cinta transportadora.

Además, las cuchillas rascadoras pueden vibrar o traquetear contra la cinta transportadora, dañando por ello potencialmente al limpiador de la cinta transportadora y/o a la cinta, y disminuyendo la eficiencia de limpieza. El traqueteo de la cuchilla rascadora puede ser causado por desigualdades de la cinta transportadora, tales como el hundimiento o combado de la cinta, defectos en la cinta, o empalmes de las cintas, y por fuerzas de fricción generadas entre la cuchilla rascadora y la cinta móvil. El traqueteo disminuye típicamente cuando aumenta la presión de rascado. En ausencia de traqueteo, la eficacia de limpieza aumenta generalmente cuando la presión de rascado aumenta hasta el límite en el que es excedida la resistencia mecánica de la cubierta de la cinta. Así, el ángulo de limpieza de las cuchillas rascadoras y la fuerza con la que las cuchillas rascadoras se aplican a la cinta transportadora producen vibración o traqueteo de las cuchillas rascadoras contra el limpiador de la cinta transportadora y así como la eficacia de limpieza.

Además, cada aparato principal y secundario tienen una masa de diseño y por ello una frecuencia de vibración característica. La frecuencia característica es afectada por componentes giratorios o móviles tales como la cinta, las cajas de engranaje, motores más cambios que ocurren a lo largo del tiempo con el aparato tal como cantidad de material a granel trasportado o almacenado, desgaste y corrosión o por formación indeseada de sólidos a granel en forma de materiales fugitivos tales como los transportados hacia atrás, desperdicios y polvo. Los cambios en la frecuencia característica de un aparato pueden ser una indicación de un cambio en su estado mecánico o de su eficacia operativa.

El documento DE 102004 014084 A1, sobre el cual está basado la parte de caracterización previa de la reivindicación 1, describe un aparato de manipulación de material a granel, que comprende un transportador de material a granel que comprende una cinta para transportar materiales a granel, un miembro rascador par rascar el material a granel de la cinta de la cinta transportadora de materiales a granel, teniendo el miembro rascador un sensor de movimiento asociados con él para generar una señal de estado indicativa del movimiento del miembro rascador, un controlador para generar una señal de control que depende de la señal de estado, y un amortiguador acoplado al miembro rascador, de manera tal que el amortiguador sea capaz de amortiguar el miembro móvil del rascador.

De acuerdo con el presente invento se ha proporcionado un aparato de manipulación de material a granel, según la reivindicación 1 adjunta.

El presente invento proporciona además un método de manipulación de material a granel según la reivindicación 6 adjunta.

El controlador del sistema de manipulación de material a granel puede iniciar una acción protectora basándose en una relación predeterminada de al menos una señal de estado a un umbral inferior y a un umbral superior. En particular, el controlador puede iniciar la acción protectora si al menos una señal de estado excede del umbral superior, o si al menos una señal de estado se encuentran entre el umbral superior y el umbral inferior durante el menos un período de retardo definido.

El aparato de manipulación de material a granel puede incluir un trasportador de material a granel, y el accesorio de manipulación de material a granel puede incluir un limpiador de material a granel para rascar el material a granel del transportador de material a granel. El aparato de manipulación de material a granel puede también incluir uno o más cubos, y el accesorio de manipulación de material a granel puede incluir uno o más cañones de aire para mover el material a granel a lo largo de los cubos. Además, el aparato de manipulación de material a granel puede incluir una rampa, y el accesorio de manipulación de material a granel puede incluir uno o más vibradores para mover el material a granel a través de la rampa.

Otro aparato de manipulación de material a granel puede incluir un transportador de material a granel que comprende una cinta para transportar material a granel, un miembro rascador para rascar material a granel de la cinta de la cinta transportadora de material a granel, un amortiguador acoplado al miembro rascador, y un controlador para generar... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de manipulación de material a granel, que comprende: un transportador (78) de material a granel que comprende una cinta (82) para transportar material a granel, un miembro rascador (210) para rascar material a granel de la cinta (82) de la cinta transportadora de material a granel, teniendo el miembro rascador (210) un sensor de movimiento (10) asociado con él para generar una señal de estado indicativa del movimiento del miembro rascador, un controlador (12) para generar una señal de control que depende de la señal de estado, y un amortiguador (302) acoplado al miembro rascador (210) , de manera tal que el amortiguador (302) sea capaz de amortiguar el movimiento del miembro rascador (210) , por lo que el controlador (12) está configurado y adaptado para generar la señal de control en respuesta a una señal de estado para controlar el diseño de respuesta de señal definido por una pluralidad de valores de parámetros del sistema (s1, s2, s3, s4) ; caracterizado porque el amortiguador (302) responde a la señal de control de una manera tal que el amortiguador puede amortiguar el movimiento del miembro rascador a diferentes índices o frecuencias que son dependientes de la señal de control, y dichos valores comprenden un valor mínimo y un valor máximo, definiendo valor mínimo un nivel mínimo de la señal de control asociada con la operación segura contra fallos del miembro rascador (210) y definiendo el valor máximo un nivel máximo de la señal de control asociada con la operación estable del miembro rascador (210) .

2. Un sistema de manipulación de material a granel según la reivindicación 1, que comprende además un mecanismo de posicionamiento para posicionar el miembro rascador (210) con respecto a la cinta (82) del transportador (78) de material a granel, en el que el controlador (12) está configurado y adaptado para generar señales que dan como resultado que el mecanismo de posición retrae el miembro rascador (210) lejos de la cinta

(82) del transportador (78) de material a granel en respuesta a la señal de estado que es indicativa de un movimiento inaceptable del miembro rascador (210) .

3. Un sistema de manipulación de material a granel según la reivindicación 1, que comprende además un mecanismo de posicionamiento para posicionar el miembro rascador (210) con respecto a la cinta (82) del transportador (78) de material a granel, y un sensor de temperatura (504) para generar una señal de temperatura indicativa de la temperatura de la cinta (82) , del material a granel, y/o del miembro rascador (20) , en el que el controlador (12) está configurado y adaptado para generar señales que dan como resultado que el mecanismo de posición retrae al mismo rascador (210) lejos de la cinta (82) del transportador (78) de material a granel, en respuesta a la señal de temperatura que indica que la temperatura de la cinta (82) , del material a granel, y/o del miembro rascador (210) ha dejado un rango especificado.

4. Un sistema de manipulación de material a granel según la reivindicación 1, que comprende además otro miembro rascador (210) para rascar material a granel de la cinta (82) de la cinta transportadora (78) de material a granel, teniendo el otro miembro rascador (210) otro sensor de movimiento (552) asociado con él para generar otra señal de estado indicativa del movimiento de otro dicho miembro rascador (210) , y el controlador (12) está configurado de adaptado para generar otra señal de control que depende de la otra señal de estado, otro amortiguador (302) acoplado al otro miembro rascador (210) de tal manera que el otro amortiguador (302) sea capaz de amortiguar el movimiento del otro rascador (210) , respondiendo el otro amortiguador a la otra señal de control de tal manera que el otro amortiguador (302) puede amortiguar el movimiento del otro miembro rascador

(210) a diferentes frecuencias que son dependientes de la otra señal de control, y un mecanismo de posicionamiento para posicionar el miembro rascador (210) y el otro miembro rascador (210) con respecto a la cinta (82) del transportador (78) de material a granel, en el que el controlador (12) está configurado para iniciar una acción protectora basándose en la señal de estado y la otra señal de estado que indica que el movimiento del miembro rascador (210) y el del otro miembro rascador

(210) difieren en una cantidad que excede de una cantidad de umbral.

5. El sistema de manipulación de material a granel según la reivindicación 1, que comprende además otro miembro rascador (210) para rascar material a granel de la cinta (82) de la cinta transportadora (78) de material a granel, teniendo el otro miembro rascador (210) otro sensor de movimiento (552) asociado con él para generar otra señal de estado indicativa del movimiento de otro miembro rascador (210) , el controlador (12) está configurado y adaptado para generar otra señal de control que depende de la otra señal de estado, otro amortiguador (302) acoplado al otro miembro rascador (210) de tal manera que el otro amortiguador (302) sea capaz de amortiguar el movimiento del otro rascador (210) , respondiendo el otro amortiguador (302) a la otra señal de control de tal manera que el otro amortiguador (302) puede amortiguar el movimiento del otro miembro rascador

(210) a diferentes frecuencias que son dependientes de la otra señal de control, un mecanismo de posicionamiento para posicionar el miembro rascador (210) y el otro miembro rascador (210) con respecto a la cinta (82) del transportador (78) de material a granel, en el que el controlador (12) comprende un controlador auxiliar (305) acoplado físicamente al miembro rascador (210) , otro controlador auxiliar (305) acoplado físicamente al otro miembro rascador (310) , y un controlador maestro

(500) acoplado comunicativamente al controlador auxiliar (305) , al otro controlador auxiliar (305) y al mecanismo de posicionamiento, en el que el controlador auxiliar (305) comprende el sensor de movimiento (552) y genera la señal de control para el amortiguador (302) , en el que el otro controlador auxiliar (305) comprende el otro sensor de movimiento (552) y genera la otra señal de control para el otro amortiguador (302) , y el controlador maestro (500) genera una o más señales de posición basándose en la señal de estado y en la otra señal de estado para hacer que el mecanismo de posicionamiento posicione el miembro rascador (210) y el otro miembro rascador (210) con respecto a la cinta (82) .

6. Un método de manipulación de material a granel que comprende:

generar una señal de estado indicativa del movimiento de un miembro rascador (210) cuando el miembro rascador (210) elimina material a granel de una cinta (82) de un transportador (78) de material a granel, generar una señal de control basándose en la señal de estado y una señal de estado para controlar el diseño de señal definido por una pluralidad de valores de parámetros del sistema (s1, s2, s3, s4) , y amortiguar el movimiento del miembro rascador (210) basándose en la señal de control; caracterizado porque dichos valores de parámetros del sistema comprenden el sistema de manipulación de material a granel según la reivindicación 2, en que la pluralidad de valores de parámetros del sistema comprende un valor mínimo y un valor máximo, definiendo el valor mínimo un nivel mínimo de la señal de control asociada con la operación segura contra fallos del miembro rascador y definiendo el valor máximo un nivel máximo de la señal de control asociada con la operación estable del miembro rascador.

7. Un método de manipulación de material a granel según la reivindicación 6, que comprende además:

generar datos de error de desplazamiento a partir de la señal de estado que es indicativa de un error de desplazamiento del miembro rascador (210) en relación a la cinta (82) del transportador (78) de material a granel, generar un valor de coste a partir de los datos de error de desplazamiento, y ajustar parámetros que definen la señal de estado para controlar el diseño de señal en respuesta al valor de coste que tiene una relación predeterminada a una cantidad de umbral.

8. Un método de manipulación de material a granel según la reivindicación 6, que comprende además:

generar datos de error a partir de la señal de estado que es indicativa de un error del miembro rascador (210) manteniendo contacto con la cinta (82) del transportador (78) de material a granel, generar un valor de coste basándose en los componentes de frecuencia extraídos de los datos de error, y ajustar parámetros que definen la señal de estado para controlar el diseño de señal en respuesta al valor de coste que tiene una relación predeterminada a una cantidad de umbral.

9. Un método de manipulación de material a granel según la reivindicación 6, que comprende además:

iniciar una acción protectora si la señal de estado excede de un umbral superior o si la señal de estado se encuentra entre el umbral superior y un umbral inferior durante al menos un período de retardo definido.