ES2265610T3 - Deteccion de desgaste por destruccion de transponder. - Google Patents
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Abstract
Sistema de detección del estado de desgaste de partes de máquinas expuestas al desgaste mecánico mediante un dispositivo electrónico de emisión y de recepción (38) y por lo menos un dispositivo de transponder (36) incorporado en la parte de máquina (16), devolviendo una señal de confirmación en respuesta a una señal de emisión emitida por el dispositivo de emisión y de recepción (38), pudiendo ser indicada cuando se alcanza un valor predeterminado de desgaste, la destrucción del dispositivo de transponder (36) y la desaparición de la señal de confirmación asociada con la misma, caracterizado por el hecho que la parte de máquina es una prensa punzón, un transportador de rosca (16) o una prensa helicoidal y porque el dispositivo de transponder (36) trabaja con modulación de amplitudes (AM), estando el mismo integrado en un ahondamiento (34) abierto en dirección del dispositivo de emisión y de recepción (38) en la parte de máquina (16) y estando el ahondamiento con el dispositivo de transponder (36) que se encuentra dentro, relleno de resina artificial (35).
Description
Detección de desgaste por destrucción de
transponder.
La invención se refiere a un sistema de
detección del estado de desgaste de partes de máquinas expuestas al
desgaste mecánico mediante un dispositivo electrónico de emisión y
de recepción y por lo menos un dispositivo de transponder
incorporado en la parte de máquina, devolviendo una señal de
confirmación en respuesta a una señal de emisión emitida por el
dispositivo de emisión y de recepción, pudiendo ser indicada cuando
se alcanza un valor predeterminado de desgaste, la destrucción del
dispositivo transponder y la desaparición de la señal de
confirmación asociada con la misma.
En muchos campos técnicos de la construcción de
maquinaria pesada se emplean partes de máquinas que están expuestas
en su función a grandes fuerzas y un alto desgaste asociado con las
mismas. Por ejemplo, en el campo de la separación y el
aprovechamiento de residuos y en máquinas mineras se utilizan
grandes dispositivos de transporte o de tratamiento tal como
taladros o transportadores de rosca, que tienen un desgaste
relativamente rápido, debiendo ser indicado el estado de desgaste o
el alcance de un umbral de desgaste de manera fiable, para poder
intercambiar en su tiempo la parte de máquina desgastada.
En la DE 102 27 677 se describe un procedimiento
para la vigilancia inalámbrica del estado de una parte de máquina
expuesta al desgaste mediante unos transponders, y se propone una
estructura eléctrica de pista conductora que se desgasta junto con
la parte de máquina y esta estructura de pista conductora está en
conexión con un transponder y emite una señal de respuesta en
función del estado de la estructura de pista conductora. Esta
disposición no sirve para el empleo con partes de máquinas con un
gran desgaste mecánico.
Por la DE 198 40 081 se conoce un sistema para
la vigilancia del estado de desgaste de una capa, en el cual,
debajo de la capa, se prevé un transponder y en la capa
desgastándose está incorporada una capa con pantalla
electromagnética que impide un intercambio de señales entre un
dispositivo de emisión y de recepción y un transponder, de modo
que, después de su destrucción se permita este intercambio de
señales y de este modo se indique el estado de la destrucción.
Una desventaja de este sistema consiste en el
hecho que la deficiencia del transponder no es indicada antes de la
destrucción de la capa pantalla, porque el mismo no recibe señales
ni puede emitirlas, con la posible consecuencia de que el
dispositivo de detección en este caso se basa en una capa intacta
con capa pantalla integrada, mientras que la capa posiblemente ya
está completamente destruida.
Un sistema de acuerdo con el concepto general de
la reivindicación 1 se conoce por la
EP-A-0753 472. Esta patente se
refiere a una cinta transportadora en la cual están dispuestos unos
dispositivos de transponder que desaparecen con un cierto estado de
desgaste de la cinta transportadora, en cuyo caso esta desaparición
se registra. Este sistema no se puede aplicar a unas partes de
máquinas metálicas que trabajan bajo condiciones ásperas de
empleo.
Basándose en esto, la invención tiene el objeto
de crear un sistema de detección de acuerdo con el género que
funcione especialmente bajo condiciones de empleo particularmente
ásperas, con partes de máquinas rotativas con altas cargas
mecánicas.
De acuerdo con la invención, este objeto se
resuelve por las características indicadas en la reivindicación 1.
Unas realizaciones ventajosas resultan de las
subreivindicaciones.
La invención se basa en el conocimiento que
mediante la disposición de un dispositivo de transponder en una
posición determinada que representa una medida para un estado
determinante de desgaste, por un lado se indica previamente, a
través de su devolución de señales, que está listo para su operación
y por otro lado se indica por su destrucción el alcance de un
umbral determinado de desgaste. A efectos de indicar diferentes
estados de desgaste, se pueden proveer varias diferentes señales de
dispositivos respondientes de transponder en varias posiciones (en
lo que se refiere al estado de desgaste) cuya destrucción sucesiva
uno tras otro es una medida para el estado de desgaste de la parte
de máquina.
En este caso, el dispositivo de transponder
trabaja con modulación de amplitudes (AM). Este procedimiento de
transmisión es particularmente apropiado para su utilización en
partes de máquinas metálicas rotativas, ya que los dispositivos de
transponder con frecuencia modulada pueden facilitar señales
equivocadas, debido al ambiente metálico. Especialmente preferente
es si los dispositivos de transponder funcionan según el principio
RFID (radio frequency identification).
Adicionalmente se prevé para un dispositivo de
transponder en la parte de máquina un ahondamiento abierto en
dirección del dispositivo de emisión y de recepción en el cual está
incorporado el dispositivo de transponder. Preferentemente en la
periferia de una parte de máquina rotativa está integrado un
ahondamiento con una profundidad determinada, dirigido radialmente
hacia el interior, en el cual está integrado el dispositivo de
transponder. En este caso, este ahondamiento con el dispositivo de
transponder que se encuentra en su interior se llena de una resina
artificial apropiada que es resistente al calor o a la presión,
según el caso de su aplicación. A efectos de aumentar aun más la
resistencia al desgaste, la resina artificial es mezclada
preferentemente con partículas no metálicas de relleno. Una dureza
o resistencia particular al desgaste se obtiene mediante unas
partículas cerámicas que, al mismo tiempo, no menoscaban, o solo
ligeramente, el flujo de señales entre el dispositivo de emisión y
de recepción y el dispositivo
\hbox{de transponder.}
Un transponder apropiado sería particularmente
uno con una frecuencia de operación de aproximadamente 50 - 300 kHz,
configurado de forma alargada o en forma de disco, y teniendo una
longitud de aproximadamente 10 a 20 mm. Unos transponders
especialmente apropiados son fabricados por la empresa Sokymat S.A.,
Suiza, preferentemente aquellos con la designación "Glass Tag
Unique 3.15 x 13.3" o "LOGI TAG 120 Unique".
A continuación, la invención se describe en
detalles mediante un ejemplo de realización preferente.
Muestran:
La figura 1: una representación en perspectiva,
en corte parcial, de un dispositivo de compresión de residuos,
La figura 2: un segmento en perspectiva de un
accionamiento helicoidal de transporte y compresión en el
dispositivo según la figura 1;
La figura 3: otra representación en perspectiva
del dispositivo de compresión de residuos según la figura 1;
La figura 4: un segmento en perspectiva del
accionamiento helicoidal de transporte y compresión según la figura
3;
La figura 5: una vista axial parcial del
accionamiento helicoidal de acuerdo con la figura 4.
Las figuras 1 y 3 muestran la misma máquina,
tratándose de un dispositivo de compresión de residuos 10 (un
llamado compactador) para la evacuación de residuos del tratamiento
de aguas residuales, en la cual los residuos separados mediante
varios procedimientos (los llamados desechos) son comprimidos en un
alto grado con el objetivo de lograr una compactación la más grande
posible. Este dispositivo de compresión de residuos 10 presenta una
entrada 12 comunicando con un espacio cilíndrico de compresión 14,
en el cual está dispuesta una espira 16, accionada a través de un
dispositivo de accionamiento 18 no representado en detalle. Las
paredes cilíndricas 20 del espacio de compresión 14 están provistas
de pasos para la salida de líquidos durante el procedimiento de
compresión así como de nervuras radiales anulares de refuerzo
22.
Delante de la extremidad libre axial de la
espira 16 está prevista una zona de compresión 24 que comprende por
lo menos una placa de compresión 26 que puede ser accionada a través
de un dispositivo hidráulico 28. Corriente abajo está provista una
salida 30 para el material comprimido.
Durante la operación los residuos a ser
comprimidos (desechos) son llenados a través de la entrada 12 y
mediante la espira 16 son transportados en dirección de la zona de
compresión 24, comprimiéndose, mientras que el líquido que aun
contengan se exprime y sale a través de los pasos en las paredes 20.
Según la cantidad de los residuos existentes, la placa de
compresión 26 es ajustada mediante el dispositivo hidráulico 28 de
tal manera que se obtenga una resistencia suficiente y con ello una
compactación suficiente de los residuos, que son transportados
detrás de la zona de compresión 24 hacia la salida de material
comprimido 30.
En este caso, para la reducción del desgaste, la
extremidad anterior de la espira 16 puede estar provista de una
punta de desgaste 32 que consiste de un material especialmente duro
y resistente a la abrasión y puede intercambiarse en caso de
desgaste, de modo que se pueda retardar en el tiempo un intercambio
de la espira restante 16, expuesta a un desgaste reducido.
En un dispositivo de compresión de residuos 10
de esta índole los residuos compactados consisten de unos materiales
variamente gruesos y duros, desde las partes metálicas y las
piedras hasta las piezas más blandas y más pequeñas. De todos los
modos, debido a la alta carga de presión, estos residuos contribuyen
a un desgaste extraordinario tanto de la espira 16 como, y sobre
todo, de la punta de desgaste 32 (si existe) que, en operación
normal, debe ser intercambiada dentro de pocos meses incluso
utilizando las más duras aleaciones de acero y revestimientos
duros. En vista de estas duras condiciones de aplicación, la
determinación del estado de desgaste de la espira 16
respectivamente de la punta de desgaste 32 durante la operación
continua conlleva problemas, ya que, debido a las características
de los residuos así como las condiciones existentes en la zona
relevante a proximidad de la zona de compresión 24, los sistemas
habituales de medida son problemáticos.
De acuerdo con un ejemplo de realización
preferente, en la periferia de la espira 16 están provistos varios
ahondamientos 34a y 34b dirigidos radialmente hacia el interior y
que tienen una longitud diferente en dirección radial. En la zona
de fondo de estos ahondamientos 34a y 34b están dispuestos
respectivamente unos transponders 36 que son componentes pasivos,
dando una señal de respuesta a una señal electromagnética, con
amplitud modulada. A este efecto, se prevé un dispositivo de
emisión y de recepción apropiado 38 fuera de las paredes 20.
Adicionalmente, los ahondamientos 34a y 34b están llenados por una
resina artificial 35, eventualmente con partículas de cerámica, de
modo que la espira 16 en la zona de los ahondamientos 34a y 34b
presente aproximadamente las mismas características como en la zona
restante. Si, debido al desgaste continuo, el diámetro exterior de
la espira 16 disminuye, esto no tiene efectos hasta que uno de los
transponders 36 dispuestos en los ahondamientos 34a o 34b está
descubierto y destruido poco después. De este modo, este transponder
destruido ya no emite señales al dispositivo de emisión y recepción
38, de modo que una unidad de análisis conectada con el mismo pero
no representada, indica que la espira 16 está desgastada hasta la
profundidad del ahondamiento correspondiente.
Mediante la disposición apropiada de varios
transponders 36 en varias posiciones o varios ahondamientos 34a o
34b se indican varios estados de desgaste. Mientras que en el
presente ejemplo de realización se indica una reducción del
diámetro radial, los transponders 36 también indican el desgaste
axial. Para ello solo hace falta incorporar los ahondamientos desde
una dirección al menos parcialmente radial, para permitir que las
señales devueltas por el transponder puedan ser recibidas
radialmente fuera de la espira 16.
Claims (7)
1. Sistema de detección del estado de desgaste
de partes de máquinas expuestas al desgaste mecánico mediante un
dispositivo electrónico de emisión y de recepción (38) y por lo
menos un dispositivo de transponder (36) incorporado en la parte de
máquina (16), devolviendo una señal de confirmación en respuesta a
una señal de emisión emitida por el dispositivo de emisión y de
recepción (38), pudiendo ser indicada cuando se alcanza un valor
predeterminado de desgaste, la destrucción del dispositivo de
transponder (36) y la desaparición de la señal de confirmación
asociada con la misma, caracterizado por el hecho que la
parte de máquina es una prensa punzón, un transportador de rosca
(16) o una prensa helicoidal y porque el dispositivo de transponder
(36) trabaja con modulación de amplitudes (AM), estando el mismo
integrado en un ahondamiento (34) abierto en dirección del
dispositivo de emisión y de recepción (38) en la parte de máquina
(16) y estando el ahondamiento con el dispositivo de transponder
(36) que se encuentra dentro, relleno de resina artificial (35).
2. Sistema de detección de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho que el
dispositivo de transponder (36) funciona según el principio RFID
(radio frequency identification).
3. Sistema de detección de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho que en la parte
de máquina (16) varios dispositivos de transponder (36) están
dispuestos en diferentes posiciones de estado de desgaste y porque
su destrucción respectiva es una medida del estado de desgaste de la
parte de máquina (16).
4. Sistema de detección de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho que la resina
artificial (35) está mezclada con partículas no metálicas de
relleno, de manera preferente de cerámica.
5. Sistema de detección de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho que entre 2 y 10
dispositivos de transponder (36) están distribuidos en la periferia
en distancias radiales diferentes con respecto al centro de
rotación.
6. Sistema de detección de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado por el hecho que los
dispositivos de transponder (36) presentan unas señales de
identificación diferentes a efectos de su diferenciación.
7. Sistema de detección de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho que el mismo
está incorporado en un dispositivo de compresión de residuos (10),
estando integrados varios ahondamientos radiales en la periferia
exterior de la espira
(16).
(16).
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