CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención pertenece al área de la mantención de vehículos de transporte pesado. En particular, la presente invención se relaciona con un sistema de limpieza para tolvas de camiones, preferentemente, para el transporte de concentrado de cobre.

ANTECEDENTES

En la actualidad, los camiones están provistos de tolvas de acero inoxidables para transportar el concentrado de cobre desde la mina a puerto. Este concentrado presenta una ley de cobre 30% y una humedad del 10% aproximadamente. Este porcentaje de humedad favorece la adherencia del material a las paredes de la tolva, el cual debe ser removido. De esta forma, la industria se ha visto en la necesidad de remover le material adherido en la superficie de las tolvas, pues puede provocar daño y adicionalmente resultan en una pérdida de material útil.

En muchos casos, la limpieza de tolvas se desarrolla manualmente, algún elemento tipo varilla, que en su extremo superior se encuentra provisto con elemento de limpieza que permite el arrastre manual del material. Está actividad requiere que las personas involucradas en la limpieza se expongan a trabajo en altura, atrapamiento, caídas a distinto nivel y lesiones musculo esqueléticas.

Por otro lado, medioambientalmente se debe resguardar que las tolvas de los camiones retomen limpias con el objetivo de minimizar la posibilidad de tener impactos ambientales por derrames. Como se indicó anteriormente, a nivel de productividad, este material adherido puede traducirse en pérdidas de producción.

De esta forma, existen soluciones que buscan resolver el problema de la limpieza de las tolvas. En particular, el documento CN210591811 revela un sistema de limpieza totalmente automático para tolvas de camiones mineros, que incluye un sistema de identificación automática del vehículo, un dispositivo de limpieza y un dispositivo de secado de aire. El sistema de identificación automática del vehículo está conectado respectivamente con el dispositivo de limpieza y el dispositivo de secado de aire. El dispositivo de limpieza incluye un marco, una boquilla y una bomba de agua. Las boquillas están dispuestas en el lado interior del marco y en el suelo correspondiente a la mitad trasera del marco; el dispositivo de secado de aire incluye un pórtico, provisto además de un ventilador de secado al aire.

Otra solución es la descrita por el documento US3048865, el cual describe una unidad de lavado accionada por motor, que comprende una placa de cubierta de una pieza, generalmente semi-cilíndrica que tiene extremos abiertos opuestos, un par de placas de extremo, estando aseguradas directamente a dicha placa de cubierta a través de los extremos opuestos. La unidad también comprende un cepillo de lavado cilindrico colocado sobre y entre dichas placas de extremo de modo que se extienda parcialmente desde la placa de cubierta envolvente, teniendo dicha placa de cubierta una parte de faldón que se extiende en ángulo desde uno de los bordes rectos de la placa de cubierta en una dirección alejada de dicho cepillo. Si bien este tipo de soluciones permite realizar la limpieza de una tolva, el problema que presentan es que no permiten la limpieza al mismo tiempo las superficies laterales y fondo de una tolva, dada su configuración plana, pues se requiere la limpieza por tramos, lo que se traduce en un mayor tiempo de la operación.

Por lo tanto, se requiere de un sistema de limpieza de tolvas que permita realizar la correspondiente limpieza, con el menor tiempo posible, cubriendo todas las superficies posibles.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un sistema automático de limpieza de tolvas, que se encuentra constituido por una estructura o portal, que permite el paso del camión, sobre la cual se monta un puente grúa con una monoviga de tecle, la cual sostiene una estructura o cabezal de limpieza comprende al menos tres elementos limpiadores, los cuales pueden operar como alternativa:

Escobillas planas para la base y laterales o,

Cortina de cadenas de acero o,

Gualdera de caucho con la forma de la tolva

Para el giro de las escobillas, se dispone de al menos un motor. El cabezal de limpieza se deslizará verticalmente por guías colgantes desde la monoviga, para asegurar la limpieza a lo largo de toda la tolva. Para el centrado lateral del cabezal, es decir, el movimiento transversal respecto a la tolva, se considera un cilindro neumático. Para facilitar el posicionamiento del portal, desde el punto de vista del operario del mismo, en una modalidad de la invención se dispone de un láser industrial que proyecte un haz de luz en la vertical, para indicar el punto exacto donde estará descendiendo.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva frontal del sistema automático de limpieza al momento de la llegada de un camión, de acuerdo a una modalidad preferida de la invención

La Figura 2 muestra una vista en perspectiva posterior del sistema automático de limpieza en la etapa ¡nidal del proceso de limpieza, de acuerdo a una modalidad preferida de la invención

La Figura 3 muestra una vista en perspectiva posterior del sistema automático de limpieza en la etapa final del proceso de limpieza, de acuerdo a una modalidad preferida de la invención.

La Figura 4 muestra una vista trasera del sistema automático de limpieza en la etapa final del proceso de limpieza, de acuerdo a una modalidad preferida de la invención

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un sistema y método automático (100) de limpieza de tolvas, destinado para la remoción de residuos posterior a la descarga de las tolvas.

El sistema (100) comprende se encuentra configurado en dos subsistemas: un subsistema fijo (200) y un subsistema móvil (300)

El subsistema fijo (200) se configura como una estructura o portal, que permite el paso del camión (1). El portal se encuentra constituido por una pluralidad de columnas (210), dispuestas preferentemente en dos filas, con la misma cantidad de columnas (210) cada una. Sobre cada fila de columnas (210) se dispone una viga horizontal (220), configurando de esta forma una estructura que permita el paso de los camiones (1) con tolvas (2) entre las filas de columnas (210). En una modalidad de la invención, las columnas (201) y las vigas horizontales (220) son vigas metálicas con perfil I.

El subsistema móvil (300) comprende un dispositivo de carga desplazadle (310), el cual se encuentra montado en cada extremo sobre una respectiva viga horizontal (220). De esta forma, el dispositivo de carga desplazable (310) se desplaza a lo largo de las vigas horizontales (220), cubriendo la extensión del subsistema fijo (200). El dispositivo de carga desplazable (310) comprende elementos de desplazamiento (311) en cada extremo, que permiten el desplazamiento a lo largo de las vigas horizontales (220), y una viga central superior (312), que une dichos elementos de elementos de desplazamiento

(311), en donde dicha viga central superior (312) se desplaza sobre el espacio dispuesto por las dos filas de columnas (210). En una modalidad de la invención, el dispositivo de carga desplazable (310) corresponde a un puente grúa monoviga.

En cada proximidad de los extremos de la viga central superior (312), se dispone de una viga colgante vertical (313). Cada viga colgante vertical (313) se montan en la cara inferior de la viga central superior (312), extendiéndose de manera vertical hada abajo. Las vigas colgantes verticales (313) se unen en una proximidad de su extremo inferior mediante una viga central inferior (314).

En la parte inferior de la viga central inferior (314) se dispone de una estructura o cabezal de limpieza (320), donde se dispone una pluralidad de elementos limpiadores (321). El cabezal de limpieza (320) puede desplazarse de manera lateral respecto a la tolva (2) del camión (1) a través de la viga central inferior (314). En una modalidad de la invención, se dispone de un cilindro neumático (no mostrado), el cual permite centrar la posición del cabezal de limpieza (320) con respecto a la tolva (2). Las vigas colgantes verticales (313) permiten el desplazamiento vertical de la viga central inferior (314), y, consecuentemente, del cabezal o limpieza (320). De esta forma, se puede ajustar la altura del cabezal de limpieza (320), para distintas alturas de tolva (2).

En una modalidad de la invención, el cabezal (320) se configura como una estructura conformada por perfiles en los cuales se dispone la pluralidad de elementos limpiadores

(321) para poder realizar el proceso de limpieza sobre la tolva (2)

En una modalidad de la invención, el cabezal (320) comprende dos vigas verticales (322), preferentemente del mismo largo, montadas en la zona central de la cara inferior de la viga central inferior (314). Por bajo las vigas verticales (322), se encuentra dispuesta una subestructura de limpieza (323), la cual comprende una porción frontal (323a), una porción posterior (323b) y al menos dos porciones laterales (323c). En una modalidad de la invención, la porción frontal (323a) y la porción posterior (323b) se encuentran unidas por un marco, el cual se dispone en ángulo respecto al plano horizontal, estando la porción posterior (323b) en una posición inferior respecto a la porción frontal (323a). De esta forma, los elementos limpiadores (321) dispuestos en la porción frontal (323a) y la porción posterior (323b) limpien y arrastren el material que se encuentra en la zona central de la tova (2). Dicho ángulo permite que el cabezal de limpieza (320) realiza la tarea de limpieza de la tolva (2) en una posición de izaje o inclinada, permitiendo que los desperdicios caigan por acción de gravedad. Una de las ventajes de la invención es que los ángulos son variables y dependen del tipo de camión, del tipo de tolva, pudiendo de esta forma acomodar el sistema (100) de limpieza. En una modalidad preferida de la invención, la subestructura de limpieza (323), las porciones laterales (323c) se encuentran unidas preferentemente por un marco, el cual se encuentra dispuesto sobre el marco que une la porción frontal (323a) y la porción posterior (323b). De esta forma, la extensión del marco que une las porciones laterales

(323c) sobrepasa el ancho del marco que une la porción frontal (323a) con la porción posterior (323b), permitiendo que los elementos limpiadores (321) dispuestos en las porciones laterales (323c) limpien la parte exterior de la tolva (2).

En una modalidad de la invención, los elementos limpiadores (321) dispuestos en las porciones laterales (323c) se disponen en un ángulo respecto al eje longitudinal de la tolva (2). De esta forma, dichos elementos limpiadores (321) pueden cubrir una mayor superficie de las zonas laterales de la tolva (2).

En una modalidad de la invención, los elementos limpiadores (321) pueden corresponder a escobillas planas para la base y laterales, cortina de cadenas de acero, gualdera de caucho con la forma de la tolva y/o rodillos limpiadores. Cuando el cabezal de limpieza

(321) comprende un rodillo para limpieza o algún otro elemento que requiere movimiento, se dispone de un motorreductor para el giro de dicho rodillo.

Adicionalmente, para facilitar el posicionamiento del camión (1) con respecto al subsistema fijo (200) se dispone de un dispositivo de detección de posición (400), el cual puede permitir, ya sea a un operario o algún sistema extemo, indicar la posición exacta que debe tener el camión (1) bajo el cabezal de limpieza (320), para poder llevar a cabo el procedimiento de limpieza de manera óptima. En una modalidad de la invención, el dispositivo de detección de posición (400) corresponde a un láser industrial, el cual proyecta un haz de luz en la vertical, para indicar el punto exacto donde estará descendiendo el cabezal de limpieza (320). Esta luz es utilizada a modo de referencia visual, para asegurar también el centrado del cabezal de limpieza (320) respecto a la tolva

(1). En una modalidad preferida de la invención, el laser utilizado como dispositivo de detección de posición (400) corresponde a un equipo industrial resistente a golpes, donde sistema óptico de cristal sólido dibuja líneas continuas a cualquier distancia. Además, permite ajustes de posición grueso-fino, ofreciendo de esta forma una mayor visualization. Aditionalmente, el láser debe tener una longitud de línea variable, permitiendo elegir entre 15, 30 y 70 grados de líneas divergentes, con ancho de ajustables. Preferentemente, el láser diodo está clasificado para 10.000 horas de operación o 5 años de funcionamiento normal.

Para poder indicar adecuadamente al operario del camión (1) en qué etapa del proceso de limpieza se encuentra, el sistema (100) comprende un dispositivo de señalización

(500), el cual permite avisar estados de operación al operario o conductor del camión (1).

En dispositivo de señalización (500) opera preferentemente mediante una secuencia de luces para indicar los distintos estados de operación. De esta forma, el conductor puede reconocer cuando la operación de limpieza comienza, está en pleno proceso o, ya haya terminado.

Las luces del dispositivo de señalización (500), preferentemente con tecnología LED, indica al conductor del camión (1) el estado del proceso. Por ejemplo, por medio de una luz roja se indica que aún está en proceso de limpieza, mientras que con una luz verde se indica que la descarga y limpieza ha finalizado. En una modalidad de la invención, el dispositivo de señalización (500) corresponde a un semáforo de tecnología LED, cuyo diámetro de luces es de 300 mm o similar, con una protección IP55. El sistema (100) comprende además un sistema de control y potencia (600), el cual permite controlar el posicionamiento y operación del cabezal de limpieza (320). En una modalidad preferida de la invención, el posicionamiento del cabezal de limpieza (320), en el punto de inicio, se realiza mediante un dispositivo de control manual, preferentemente botoneras, cuya operación está a cargo de un operario.

Posterior al posicionamiento, para el avance del cabezal de limpieza (320) respetando el ángulo de la tolva (2), se dispone de elementos de control semiautomático, configurados mediante un conjunto de sensores de distancia, que repasan y siguen la superficie de la tolva (2).

Para esta etapa, el operario siempre debe estar presente durante la limpieza ya que se podría requerir su asistencia en el caso que el camión no haya quedado correctamente alineado para la descarga.

En una modalidad de la invención, el sistema de control y potencia (600) comprende un tablero estará en un punto por definir, diseñado preferentemente para contener un PLC y alberga sistema de monitoreo del estado del sistema. Además, el tablero puede recibir y controlar las señales de operación. El sistema de control y potencia (600) comprende además componentes del circuito de fuerza, encargados de mover los motorreductores de desplazamiento y rodillos.

De esta forma, se puede establecer un método para la limpieza de tolvas (2) de camiones

(1). En primer lugar, el camión (1) se acerca al subsistema fijo (200) de limpieza, colocándose bajo la estructura o portal definida por el subsistema fijo (200). Mediante el dispositivo de detección de posición (324), se define la posición exacta que debe tener el camión (1) para realizar el proceso de limpieza. Una vez, ubicado, se enciende el dispositivo de señalización (500) para avisar al conductor del camión (1) que debe detener el vehículo pues se inicia el proceso de limpieza. A continuación, se procede a levantar la tolva en el ángulo de limpieza determinado. Posterior a eso, se procede a posicionar el subsistema móvil (300) para colocar el cabezal de limpieza (320) sobre la superficie de la tolva (1). Esta etapa se realiza de manera remota desde una sala de control. Una vez posicionado el cabezal de limpieza (320), se procede con la limpieza de la superficie mediante lo elementos limpiadores (321) dispuesto en el cabezal de limpieza (320) el cual se desplaza de manera descendente, en contacto permanente con la superficie de la tolva

(2). Finalmente, se retira el cabezal de limpieza (320), se da la señal al conductor que el proceso de limpieza terminó, para que vuelva a colocar la tolva (2) en su posición y pueda seguir su recorrido.

LISTA DE REFERENCIAS:

(1) Camión

(2) Tolva

(100) Sistema automático de limpieza

(200) Subsistema fijo

(210) Columna

(220) Viga horizontal

(300) Subsistema móvil

(310) Dispositivo de carga desplazadle

(311) Elementos de desplazamiento

(312) Viga central superior (313) Viga colgante vertical

(314) Viga central inferior

(320) Estructura o cabezal de limpieza

(321) Elementos limpiadores

(322) Vigas verticales

(323) Subestructura de limpieza

(323a) Porción frontal

(323b) Porción posterior

(323c) Porciones laterales

(400) Dispositivo de detección de posición

(500) Dispositivo de señalización

(600) Sistema de control y potencia