BR112020004849B1 - Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora - Google Patents
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Abstract
um sensor multifuncional contido em uma vedação de um rolo de uma correia transportadora, compreendendo um sensor multifuncional, localizado próximo a uma vedação de um rolo e adjacente a um rolamento, que é montado com um eixo de rolo, que tem uma tampa e contido dentro de uma cavidade; o sensor multifuncional está localizado, pelo menos, em uma extremidade do rolo, escolhido como o rolo do sensor em um sistema de monitoramento; o sensor multifuncional é composto de uma placa e, em uma porção da referida placa, está localizado um circuito eletrônico que contém um transceptor, um leitor rfid, um sensor magnético, um processador central, um sensor de som, um acelerômetro triaxial e um sensor de temperatura; além disso, uma etiqueta rfid ou etiqueta de identificação por radiofrequência (radio frequency identification) é colocada perto do referido circuito eletrônico e de um módulo de geolocalização, no restante da placa, existe uma ou um grupo de baterias ou outro dispositivo de armazenamento de energia.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um sensor de multifunções contido em um rolo usado em um sistema de monitoramento de uma correia transportadora.
[0002] A presente invenção descreve um sensor multifuncional contido em um selo de um rolo de uma correia transportadora, compreendendo um sensor multifuncional, localizado próximo a um selo de um rolo e adjacente a um rolamento, que estão montados com um eixo de rolo, que tem uma coberta e contido dentro de uma cavidade, preferencialmente, para uso em operações de mineração.
[0003] Atualmente, o controle de processos industriais requer maior monitoramento, principalmente em processos que utilizam correias transportadoras, onde sua operação deve ser constantemente monitorada, pois uma falha pode envolver grandes custos.
[0004] O pedido de patente de invenção WO2016019431 de 11.02.2016 de Arif. Intitulado 'Aparelho, sistema e método de monitoramento de um rolo transportador", descreve um rolo transportador para um sistema de transporte, que possui um corpo de rolo cilíndrico suportado para que gire em torno de um eixo central, que tem um eixo de rotação. Um rebaixe se estende no final do eixo. Um dispositivo de monitoramento de status do transportador e montado dentro deste rebaixe. O dispositivo possui uma bateria, um transmissor e pelo menos um sensor, como um sensor de vibração, um acelerômetro e / ou um sensor de temperatura. O transmissor pode opcionalmente transmitir um código único, que identifica o rolo específico de outros rolos. O dispositivo pode ter um chip RFID para transmitir dados relacionados a condição detectada do rolo. Pode ser um modulo, que é inserido no orifício para uso e pode ser removido quando o modulo falhar ou quando a bateria precisar ser substituída. O dispositivo pode fazer parte de um sistema, que inclui equipamento de monitoramento remoto, que recebe sinais de condição do rolo do dispositivo. A manutenção do rolo pode ser realizada com base no recebimento de dados do aparelho de monitoramento sobre o status do rolo.
[0005] O pedido de patente de investimento US2009194390 de 08.06.2009, da Freeman, intitulado "aparelho e método para uma correia transportadora em um estado de monitoramento", descreve um método e um sistema para monitorar a condição dos “polín”, em uma correia transportadora. O sensor transmite sem fio um sinal correspondente a um sistema de monitoramento. O sistema de monitor determina uma condição da estrutura de suporte com base no sinal transmitido. A estrutura de suporte pode ser uma pluralidade de estruturas suporte e as características de cada uma das estruturas de suporte podem ser detectadas, associadas com identificadores para estruturas de suporte e transmitidas ao sistema de monitoramento. A estrutura de suporte pode incluir uma pluralidade de elementos e uma característica de cada elemento pode ser detectada e transmitida por uma pluralidade de sensores correspondentes.
[0006] O pedido de patente WO2007026135 de 03.08.2007, de May Anthony, intitulado "Monitoramento de uma Correia Transportadora", descreve um sistema de operação de monitoramento para uma instalação de correia transportadora, compreendendo uma cinta transportadora que possui aço ou outro material de reforço, relativamente, permeável magneticamente, compreendendo o referido sistema, nas proximidades da correia transportadora, um gerador de campo para gerar um campo magnético e uma unidade de sensor em uma posição a jusante do gerador de campo, detectando a referida unidade sensora o campo magnético, que emana da correia transportadora que passa, e meios de monitorização para receber dados relacionados as propriedades do campo magnético detectado pela unidade de sensor durante uma pluralidade de etapas de cada parte do comprimento da correia transportadora além da unidade do sensor, incorporando os referidos meios de comparação para comparar um conjunto de dados recebidos anteriormente e saída de meios, para fornecer um sinal de saída representativo do dano ou deterioração da armadura, quando os dados recebidos, subsequentemente, foram desviados dos dados recebidos, anteriormente em mais de uma extensão prescrita.
[0007] Nenhum dos documentos citados descreve ou ensina um sensor multifuncional acoplado a um selo de rolo de uma correia transportadora.
[0008] Um objetivo da invenção e um sensor multifuncional contido em uma vedação de rolo de uma correia transportadora, compreendendo um sensor multifuncional, localizado próximo a uma vedação de um rolo e adjacente a um rolamento, que e montado com um eixo de rolo, que tem uma cobertura e conteúdo dentro de uma cavidade; o sensor multifuncional está localizado em pelo menos uma extremidade do rolo escolhido, pelo menos como um ou mais rolos do sensor em um sistema de monitoramento; o sensor multifuncional consiste em uma placa e, em uma porção da referida placa, está localizado um circuito eletrônico que contém um transceptor, um leitor RFID, um sensor magnético, um processador central, um sensor de som, um acelerômetro triaxial e um sensor de temperatura; além de isso, perto a dito circuito eletrônico e disposta uma etiqueta RFDI ou etiqueta de identificação por radiofrequência (Radio Frequency Identification) e um modulo de geolocalização; no restante do quadro, um ou um grupo de baterias ou outro dispositivo de armazenamento de energia está disposto.
[0009] Agora descreveremos as modalidades da invenção, apenas a título de exemplo, por referenda aos desenhos anexos, onde:
[0010] A figura 1 descreve um rolo usado em uma correia transportadora, compreendendo um selo com um sensor multifuncional.
[0011] A figura 2 descreve a posição do sensor multifuncional próximo ao selo.
[0012] As figuras 3A e 3B descrevem o selo multifuncional com seus componentes e suporte.
[0013] A figura 4 descreve um sensor adicional inserido no revestimento ou na tampa do rolo.
[0014] A figura 5 descreve o sistema de monitoramento de uma correia transportadora.
[0015] A presente invenção refere-se a um sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, por meio de sensores. Mais especificamente, a um sensor multifuncional contido em um rolo para monitorar uma correia transportadora.
[0016] Um sensor multifuncional 7 está localizado próximo a um selo 1 de um rolo 23 e adjacente a um rolamento 3 montado com um eixo 4 do rolo 23 que possui uma tampa 2 como mostrado na figura 1; o sensor multifuncional 7 pode ser colocado nas duas extremidades do rolo 23 escolhido como rolo do sensor no sistema de monitoramento. A Figura 2 mostra em detalhes a localização do sensor multifuncional 7 que está entre o mancal 3 e o selo 1 e contido dentro de uma cavidade 40.
[0017] O sensor multifuncional 7, mostrado na Figura 3 A, e composto por uma placa 35, que compreende um circuito eletrônico 50, que contém um transceptor 9, um leitor RFID 10, um sensor magnético 11, um processador central 14, um sensor de som 15, um acelerômetro triaxial 16 e um sensor de temperatura 17; além disso, perto do circuito eletrônico 50 esta disponível uma etiqueta RFDI 8 ou etiqueta de identificação por radiofrequência (radio Frequency Identification) e de um modulo de geolocalização 19; no restante da superfície, um ou um grupo de baterias 18 ou outro dispositivo de armazenamento de energia está disponível; o sensor multifuncional 7 com seus componentes, localizados na cavidade 4, são fixados por diferentes alternativas 28, tais como parafusos por acoplamento entre componentes e cola, como mostra a Figura 3B, que apresentam uma vista isométrica da disposição do sensor multifuncional 7 e seus componentes, os quais estão contidos em uma base de suporte 26 e uma tampa 27 que forma a cavidade 40.
[0018] Complementarmente, está disponível uma etiqueta RFID 13 que é inserida em um revestimento de borracha 6, que cobre a tampa 2 ou na mesma tampa 2 do rolo 23, como mostra a Figura 4, permite indicar o desgaste do referido revestimento 6. A etiqueta RFID 13, próxima ao sensor multifuncional 7, e instalada próxima a tampa 2 ou na mesma tampa 2, geralmente no centro, de modo que, quando a etiqueta RFID 13 e lida periodicamente pelo leitor RFID 10 ou outro leitor externo, e detectado e assumido que o desgaste avançou a uma distância da tampa 2 quando a etiqueta RFID 13 não responde ou não e detectada, assume-se então que esta danificada ou alterada em sua posição, o que deve prosseguir para uma inspeção necessária.
[0019] Além disso, um modulo coletor de energia, que não é mostrado, está integrado ao rolo 23, que permite prolongar a carga das baterias 18 ou outro dispositivo de armazenamento de energia.
[0020] O sensor multifuncional 7, durante a operação, coleta informações do sensor magnético 11 permite detectar as variações de algum elemento metálico próximo, localizado no corpo do rotor, mais próximo ao sensor magnético 11 para determinar a taxa de rotação RPM; o sensor de som 15 permite detectar o nível de pressão sonora emitida por uma fonte de vibração, sendo esta fonte de vibração um sintoma de falha; o acelerômetro triaxial 16 permite detectar diretamente as acelerações que produzem as vibrações nos três eixos coordenados; o sensor de temperatura 17 entrega a temperatura dentro do rolo 23; esses dados das informações coletadas pelo processador central 14 são enviados ao transceptor 9 para determinação do estado de operação do rolo 23 e dados para registro e rastreabilidade; esses dados com as informações coletadas são enviados para gateways 24 e estes, por sua vez, são enviados para um servidor em uma nuvem 20 para o processamento dessas informações.
[0021] O modulo multisensor 7 também possui um modulo de geolocalização 19, que permite determinar a localização dos roletes 23.
[0022] O sensor multifuncional 7 utiliza um protocolo de comunicação sem fio de baixo consumo de energia, permitindo alta autonomia através das baterias 18, este sensor multifuncional 7 ocupa um espaço muito pequeno, que pode ser integrado dentro do selo do rolo 23 ou qualquer outro dispositivo necessário para monitorar o status operacional, a localização geográfica e a rastreabilidade dos rolos 23.
[0023] O multisensor 7 deve estar localizado próximo ao eixo 4, aos mancais 3 ou a estrutura acessível, que transmite diretamente as variações de interesse, como vibração, temperatura, taxa de rotação, desgaste do revestimento da borracha 6, que cobre a tampa 2. Nas figuras 3A e 3B, o modulo multisensor 7 e apresentado na forma adequada para aplicação em rolos, sem prejuízo de outro tipo de embalagem.
[0024] O servidor na nuvem 20 corresponde a vários servidores virtuais, que podem escalar de acordo com o número de módulos multisensores 7 que fazem parte do monitoramento, nesta plataforma de visualização e análise 21 e executada, que corresponde a um sistema baseado em inteligência artificial para a análise e visualização de dados coletados por todos os módulos multisensores 7, em tempo real, a partir da plataforma de visualização e análise 21, a rede completa de módulos multisensores e gerenciada 7, gateways 24 e servidores em nuvem 20.
[0025] O multisensor 7 através do leitor RFID 10 detecta a presença da etiqueta RFID 13 localizada no revestimento de borracha 6 ou na mesma tampa 2, a informação de detecção coletada pelo leitor RFID 10 e processada no processador central 14, que através do transceptor 9 o envia ao gateway 24 para entrar no servidor na nuvem 20 e gerenciar alertas através da plataforma de visualização e análise 21. Além disso, a etiqueta RFID 13 pode ser detectada por um leitor externo, que não é mostrado, que por meio de seu próprio transceptor, o envia ao servidor na nuvem 20 e, assim, entra no sistema da Figura 5, para ser avaliado.
Claims (8)
1. Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, compreendendo um sensor multifuncional (7) localizado próximo a um selo (1) de um rolo (23) e contíguo a um rolamento (3) montado com um eixo (4) do rolo (23) tendo uma tampa ou coberta (2) e contido dentro de uma cavidade (40); o sensor multifuncional (7) está localizado pelo menos em uma extremidade do rolo (23), escolhido como o rolo sensor em um sistema de monitoramento; o sensor multifuncional (7) é composto de uma placa (35) e, em uma porção da referida placa (35) está localizado um circuito eletrônico (50), que contém um transceptor (9), um leitor de RFID (10), um sensor magnético (11), um processador central (14), um sensor de som (15) e um sensor de temperatura (17); além disso, próximo ao referido circuito eletrônico (50) existe uma etiqueta RFID (8) ou etiqueta de identificação por radiofrequência (identificação por radiofrequência) e um módulo de geolocalização (19), no restante da placa (35), um ou um grupo de baterias (18) ou outro dispositivo de armazenamento de energia está disposto; caracterizado pelo fato de que também compreende: - um módulo coletor de energia, que é integrado ao rolo (23), o que permite prolongar as cargas das baterias (18) ou outro dispositivo de armazenamento de energia; - um acelerômetro triaxial (16) e uma etiqueta RFID (13) inserida em um revestimento de borracha (6), que cobre a tampa o coberta (2) ou a mesma tampa ou coberta (2) do rolo (23), que indica o desgaste do referido revestimento (6); a etiqueta RFID (13) fica próxima ao sensor multifuncional (7), é instalada perto da tampa ou coberta (2), geralmente no centro dela, para que essa etiqueta RFID (13) seja lida periodicamente pelo leitor RFID (10) ou outro leitor externo; e onde, o sensor de som (15) permite detectar o nível de pressão sonora emitida por uma fonte de vibração, sendo essa fonte de vibração um sintoma de falha e, o acelerômetro triaxial (16) permite detectar diretamente as acelerações que produzem as vibrações nos três eixos de coordenadas.
2. Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sensor multifuncional (7) com seus componentes, localizados na cavidade (40), serem fixados por meio de diferentes alternativas (28) tais como parafusos, por encaixe entre os componentes ou cola, e que está contido em uma base de suporte (26) e uma tampa (27) formando a cavidade (40).
3. Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor multifuncional (7), durante sua operação, coleta informações do sensor magnético (11) permite detectar as variações de algum elemento metálico próximo localizado no corpo do rotor, mais próximo ao sensor magnético (11) para determinar a taxa de rotação (RPM) e no sensor de temperatura (17) fornece a temperatura dentro do rolo (23).
4. Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que esses dados das informações coletadas pelo processador central (14) são enviados ao transceptor (9) para a determinação do estado operacional dos dados do rolo (23) para registro e rastreabilidade; esses dados com as informações coletadas são enviados para portas de ligação (24) e, por sua vez, enviados para um servidor em uma nuvem (20) para o processamento dessas informações coletadas.
5. Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o módulo multisensor (7) também possui um módulo de geolocalização (19), que permite determinar a localização dos roletes (23).
6. Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o servidor em nuvem (20) corresponder a vários servidores virtuais, que podem ser dimensionados de acordo com o número de módulos multisensores (7) que fazem parte de um sistema de monitoramento, que é executado em uma plataforma de visualização e análise (21), que corresponde a um sistema baseado em inteligência artificial para a análise e visualização de dados coletados por todos os módulos multisensores (7), em tempo real; a partir da plataforma de visualização e análise (21), a rede completa de módulos multisensores (7), portas de ligação (24) e servidores em nuvem (20) é gerenciada.
7. Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o multisensor (7) através do leitor de RFID (10) detecta a presença da etiqueta RFID (13) localizada no revestimento de borracha (6) ou na tampa ou coberta (2), a informação de detecção coletada pelo leitor RFID (10) é processada no processador central (14), que através do transceptor (9) envia ao gateway ou porta de ligação (24) para entrar no servidor na nuvem (20) e gerenciar alertas por meio da plataforma de visualização e análise (21).
8. Sistema de monitoramento sem fio de uma correia transportadora, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, além disso, a etiqueta RFID (13) pode ser detectada por um leitor externo, que através do seu próprio transceptor, envia-o para o servidor em nuvem (20) e, assim, entra no sistema de monitoramento.
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Free format text: TENDO EM VISTA A PORTARIA INPI PR NO 120 DE 16/03/2020, PORTARIA INPI PR NO 161 DE 13/04/2020; PORTARIA INPI PR NO 166 DE 27/04/2020 E PORTARIA INPI PR NO 179 DE 11/05/2020, QUANTO A SUSPENSAO DOS PRAZOS VENCIDOS ENTRE 16/03/2020 A 31/05/2020, E PORTARIA INPI NO 334 DE 24/09/2020, QUANTO AOS PRAZOS VENCIDOS ENTRE 16/09/2020 A 25/09/2020, DEVOLVE-SE O PRAZO NESSE PEDIDO COM RELACAO A SOLICITACAO DO PEDIDO DE EXAME. |
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