ES2963617T3 - Sistema robotizado para cambiar una placa de válvula de compuerta deslizante - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema robotizado para fijar o retirar una placa de válvula de compuerta deslizante hacia o desde una válvula de compuerta deslizante, que comprende: (a) una placa de válvula de compuerta deslizante (1) que comprende una superficie deslizante (1s) separada de una segunda superficie (1d) por un espesor de la placa de válvula de compuerta corrediza y unidos entre sí por un borde periférico (1e), (b) recipiente metalúrgico (41) provisto de una válvula de compuerta corrediza que comprende un marco de soporte de placa (11) que comprende una cuna receptora (12) adecuado para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante (1), (c) un robot (20) que comprende una interfaz de manipulación (21) provista de abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) para agarrar la placa de válvula de compuerta deslizante , en donde, (d) la placa de válvula de compuerta deslizante comprende soportes de agarre (5) ubicados en el borde periférico (1e) y/o en la segunda superficie (1d), adyacente al borde periférico, que se acoplan con las abrazaderas de agarre (25g, 25r). , 25t) del robot, de manera que el robot pueda sujetar y manipular con seguridad la placa de válvula de compuerta deslizante, en que (e) las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) se pueden mover, preferiblemente mediante rotación alrededor de un eje de rotación, desde una posición abierta adecuada para rodear el borde periférico (1e) de la placa de válvula de compuerta deslizante hasta una posición de agarre adecuada para acoplar las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) a las sujeciones de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1), y porque (f) el soporte receptor del marco de soporte de la placa comprende espacios libres (15) que permiten el acceso de las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) a las presas de agarre (5) cuando la placa de la válvula de compuerta deslizante está bloqueada en el marco de soporte de la placa receptora. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema robotizado para cambiar una placa de válvula de compuerta deslizante

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema robotizado para cambiar una placa de válvula de compuerta deslizante en una válvula de compuerta deslizante en una instalación de fundición metalúrgica. La presente invención propone un sistema robotizado que puede ser, de manera totalmente automatizada, capaz de retirar una placa de válvula de compuerta deslizante gastada de su posición de fundición en un marco de soporte de placa acoplado a un recipiente metalúrgico, almacenar la misma para su restauración o para su desecho, y tomar una nueva placa de válvula de compuerta deslizante y cargar la misma en su posición de fundición en el marco de soporte de placa.

Antecedentes de la invención

Las válvulas de compuerta deslizante se conocen desde 1883. Las válvulas de compuerta deslizante se utilizan para controlar el flujo de metal fundido vertido desde un recipiente metalúrgico aguas arriba a un recipiente aguas abajo. Por ejemplo, de un horno a una cuchara, de una cuchara a una artesa o de una artesa a un molde de lingote. Por ejemplo, los documentos US-A-0311902 o US-A-0506328 dan a conocer válvulas de compuerta deslizante dispuestas en la parte inferior de una cuchara de fundición en donde pares de placas de válvula de compuerta deslizante refractarias dotadas de un orificio pasante se deslizan una con respecto a la otra. Cuando los orificios de vertido están alineados o parcialmente superpuestos, el metal fundido puede fluir a través de la válvula de compuerta deslizante mientras no hay superposición entre los orificios de vertido, el flujo de metal fundido se detiene totalmente. La superposición parcial de los orificios de vertido permite la regulación del flujo de metal fundido regulando la corriente de metal fundido. Aunque las válvulas de compuerta deslizante han evolucionado considerablemente en las últimas décadas, el principio sigue siendo el mismo, con una placa que se desliza con respecto a otra para controlar el nivel de superposición entre los orificios pasantes de las dos placas.

Las placas de válvula de compuerta deslizante se hacen funcionar en condiciones severas cuando se montan en una válvula de compuerta deslizante y se desgastan con el tiempo, de modo que deben reemplazarse a intervalos regulares. Los sistemas de cambio de tubos para cambiar una boquilla de vertido de una válvula de compuerta deslizante de una artesa se han propuesto en la técnica, tales como, por ejemplo, en el documento EP2547474. En muchos casos, sin embargo, el recipiente metalúrgico se vacía de su contenido, se alejó de la instalación de fundición y se comprobaron signos de desgaste excesivo y se restauraron, incluyendo el cambio de las placas de válvula de compuerta deslizante. Hasta la fecha, esta operación la realizan principalmente de manera manual operarios humanos. Esto es un trabajo duro: manipular pesos pesados bajo presión del tiempo, a altas temperaturas y requiriendo resistencia para romper cualquier adhesión entre el mortero y una placa de válvula de compuerta deslizante que va a cambiarse. Los errores humanos pueden darse en tales condiciones de estrés. Existe una demanda por parte de la industria de desarrollar sistemas automatizados para cambiar placas de válvula de compuerta deslizante usando robots en lugar de operarios humanos.

La configuración de un robot para cambiar una placa de válvula de compuerta deslizante, sin embargo, se enfrenta a muchos desafíos. Las placas de válvula de compuerta deslizante son bastante pesadas de manipular, y deben colocarse con mucha precisión en las cunas de recepción correspondientes proporcionadas en el marco de soporte de placa. La posición del recipiente metalúrgico cambia de una operación a la otra y el robot debe adaptarse a las diferentes posiciones de cada nuevo recipiente metalúrgico llevado para la restauración. Las placas de válvula de compuerta deslizante gastadas están calientes, mientras que las nuevas placas de válvula de compuerta deslizante están frías, cambiando de ese modo las dimensiones de las placas. A menudo los humos y vapores reducen la visibilidad. Una placa de válvula de compuerta deslizante superior se acopla a una boquilla interior con mortero, que debe romperse antes de retirar la placa de válvula de compuerta deslizante superior. Según el mejor conocimiento del solicitante, ningún sistema robotizado satisfactorio para cambiar las placas de válvula de compuerta deslizante se ha implementado con éxito en una instalación metalúrgica.

El documento US20100017027 describe una disposición para el mantenimiento de una válvula de compuerta deslizante montada en la espita de un contenedor para metal fundido. La disposición comprende al menos un cargador de herramientas, medios para abrir y cerrar la válvula de compuerta deslizante, y un robot que comprende un sistema de cambio de agarre automático, siendo capaz el robot de detectar automáticamente la posición exacta del contenedor o de la válvula de compuerta deslizante. Este documento, sin embargo, no proporciona ningún detalle sobre el sistema de cambio de agarre automático.

El documento JP H07 60434 da a conocer un aparato para reemplazar la boquilla y las placas del recipiente metalúrgico. En el sistema descrito, las placas se manipulan por sus orificios pasantes, que, por consiguiente, puede dañarse durante el funcionamiento.

El documento DE 10 2009 050216 da a conocer un método y aparato para intercambiar el cierre deslizante de un recipiente metalúrgico, en donde el cierre deslizante se agarra por un robot industrial. Este documento, sin embargo, no proporciona ningún detalle sobre el sistema de agarre.

El documento US 5645793 da a conocer un sistema para intercambiar una válvula de compuerta deslizante completa de un recipiente metalúrgico, pero no da a conocer un sistema para reemplazar placas de válvula de compuerta deslizante individuales.

El documento JP H08 19853 también da a conocer un sistema para intercambiar una válvula de compuerta deslizante completa de un recipiente metalúrgico. Una vez más, no se da a conocer un sistema para reemplazar placas de válvula de compuerta deslizante individuales.

El documento JP H0466268 también da a conocer un sistema para intercambiar una válvula de compuerta deslizante completa de un recipiente metalúrgico. Una vez más, no se da a conocer un sistema para reemplazar placas de válvula de compuerta deslizante individuales.

El objetivo de la presente invención es cumplir los desafíos anteriores proporcionando un novedoso sistema robotizado para cambiar las placas de válvula de compuerta deslizante, que combina la eficacia y reproducibilidad de un robot con la flexibilidad requerida para adaptarse a condiciones cambiantes (temperatura, dimensiones, posiciones relativas, humos, etc.). Esta y otras ventajas de la presente invención se explican con más detalle en las siguientes secciones.

Sumario de la invención

Los objetivos de la presente invención se han alcanzado con un sistema robotizado para fijar o retirar una placa de válvula de compuerta deslizante a o de una válvula de compuerta deslizante, que comprende:

(a) una placa de válvula de compuerta deslizante que comprende una superficie deslizante separada de una segunda superficie por un grosor de la placa de válvula de compuerta deslizante y unidas entre sí por un borde periférico, y que comprende un orificio pasante que se extiende normal a la superficie deslizante, en el que la placa de válvula de compuerta deslizante se selecciona de entre,

• una placa de válvula de compuerta deslizante superior,

• una placa de válvula de compuerta deslizante inferior, y

• opcionalmente una placa de válvula de compuerta deslizante intermedia en la que la segunda superficie es una segunda superficie deslizante,

(b) un recipiente metalúrgico dotado de una válvula de compuerta deslizante que comprende una estructura de soporte que comprende un marco de soporte de placa que comprende una cuna de recepción adecuada para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante, incluyendo,

• un marco de soporte de placa superior fijo para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante superior,

• un marco de soporte de placa inferior (11L) para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante inferior, y

• opcionalmente un marco de soporte de placa intermedia (11m) para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante intermedia, intercalada entre las placas de válvula de compuerta deslizante superior e inferior, en donde

• el marco de soporte de placa inferior es un carro móvil adecuado para deslizar la superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante inferior contra y en relación con la superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante superior, formando de ese modo una compuerta deslizante de dos placas, u

• opcionalmente, el marco de soporte de placa intermedia es un carro móvil adecuado para deslizar la superficie deslizante y la segunda superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante intermedia contra y en relación con las superficies deslizantes de las placas de válvula de compuerta deslizante superior e inferior, respectivamente, formando de ese modo una compuerta deslizante de tres placas,

para poner en y fuera de alineación los orificios pasantes de las placas de válvula de compuerta deslizante superior e inferior y opcionalmente la placa de válvula de compuerta deslizante intermedia,

(c) un robot que comprende una interfaz de manipulación dotada de abrazaderas de agarre para agarrar la placa de válvula de compuerta deslizante, y configurado para,

• recoger una nueva unidad de la placa de válvula de compuerta deslizante y acoplar y bloquear la misma al marco de soporte de placa correspondiente, y/o

• desbloquear y retirar una unidad gastada de la placa de válvula de compuerta deslizante del marco de soporte de placa correspondiente,

en donde,

(d) las abrazaderas de agarre pueden moverse desde una posición abierta adecuada para rodear el borde periférico de la placa de válvula de compuerta deslizante hasta una posición de agarre adecuada para acoplar las abrazaderas de agarre a elementos de sujeción de agarre ubicados en el borde periférico y/o en la segunda superficie, adyacente al borde periférico, de la placa de válvula de compuerta deslizante, de modo que el robot puede sujetar y manipular de manera segura la placa de válvula de compuerta deslizante, y

(e) la cuna de recepción del marco de soporte de placa comprende espacio libre que permiten el acceso de las abrazaderas de agarre a los elementos de sujeción de agarre cuando la placa de válvula de compuerta deslizante está bloqueada en el marco de soporte de placa de recepción.

La placa de válvula de compuerta deslizante puede ser una placa de válvula de compuerta deslizante superior o inferior, en la que la segunda superficie tiene un área más pequeña que la superficie deslizante. En un saliente sobre la superficie deslizante, la segunda superficie está encerrada dentro de la superficie deslizante, y el borde periférico y/o la segunda superficie comprenden porciones biseladas que forman los elementos de sujeción de agarre.

Alternativamente, los elementos de sujeción de agarre pueden ser salientes que sobresalen del borde periférico y son preferiblemente parte de una carcasa metálica que recubre una porción del borde periférico. Los elementos de sujeción de agarre también pueden ser rebajes que se abren en el borde periférico y penetran en el grosor de la placa de compuerta deslizante. Los rebajes están preferiblemente formados al menos parcialmente en una carcasa metálica que recubre una porción del borde periférico. Una placa de válvula de compuerta deslizante puede comprender una combinación de elementos de sujeción de agarre formados por porciones biseladas, salientes y/o rebajes.

Alternativamente, los elementos de sujeción de agarre pueden ser porciones de la segunda superficie adyacentes al borde periférico, y los espacios libres son entonces lo suficientemente profundos como para permitir que las abrazaderas de agarre alcancen una posición orientada hacia dichas porciones de la segunda superficie cuando la placa de válvula de compuerta deslizante está bloqueada en el marco de soporte de placa de recepción, de modo que las abrazaderas de agarre puedan moverse a la posición de agarre, enganchando la segunda superficie.

En una realización preferida, la interfaz de manipulación del robot comprende N = 3 o 4 abrazaderas de agarre, que tienen forma de L con un extremo libre y un extremo acoplado montados de manera móvil para mover el extremo libre desde la posición abierta a la posición de agarre adecuada para acoplar el extremo libre de las abrazaderas de agarre en forma de L a los elementos de sujeción de agarre de la placa de válvula de compuerta deslizante. Las abrazaderas de agarre en forma de L pueden montarse de manera rotatoria para rotar entre las posiciones abierta y de agarre alrededor de un eje de rotación,

• intersecando el extremo acoplado normal tanto al extremo libre como al extremo acoplado, formando una abrazadera oscilante (25r), o

• siendo coaxiales con el extremo acoplado formando una abrazadera giratoria (25g),

en donde un número, n, de abrazaderas de agarre en forma de L pueden rotar alrededor de uno de los ejes de rotación anteriores y las abrazaderas de agarre en forma de L restantes (N - n) pueden rotar alrededor del otro de los ejes de rotación anteriores, con n = 1 a 4, preferiblemente N = 4 y n = 2. Las abrazaderas oscilantes pueden rotar alrededor de un único eje o pueden rotar alrededor de dos ejes paralelos entre sí.

Por ejemplo, la interfaz de manipulación del robot comprende una o dos abrazaderas oscilantes adyacentes y comprende una o dos abrazaderas giratorias adyacentes. En una realización preferida, la interfaz de manipulación o el marco de soporte de placa superior comprende un saliente de tal manera que cuando el robot se orienta hacia el marco de soporte de placa superior para retirar la placa de válvula de compuerta deslizante superior del mismo, con la una o dos abrazaderas giratorias en posición de agarre, el robot está en un ángulo con respecto a la superficie deslizante de modo que la una o dos abrazaderas oscilantes pueden rotar y entrar en contacto con los elementos de sujeción de agarre, pero no pueden alcanzar la posición de agarre sin tirar de un extremo de la placa de válvula de compuerta deslizante superior que rota alrededor de un eje que pasa por la una o dos abrazaderas giratorias y que rompe fácilmente el mortero que adhiere la misma al recipiente metalúrgico.

La interfaz de manipulación del robot preferiblemente comprende además elementos resilientes adecuados para presionar contra la superficie deslizante cuando los extremos libres de las abrazaderas de agarre en forma de L están en la posición de agarre y, bloqueando de ese modo la placa de válvula de compuerta deslizante con respecto a la interfaz de manipulación del robot.

En una realización preferida, la interfaz de manipulación del robot comprende pasadores de guía que sobresalen más allá de un plano que comprende la superficie deslizante cuando se agarra una placa de válvula de compuerta deslizante. El marco de soporte de placa comprende cavidades en forma de embudo para recibir los pasadores de guía y guiar la placa de válvula de compuerta deslizante en alineación con la cuna de recepción.

La interfaz de manipulación se acopla preferiblemente a un brazo del robot por medio de un elemento de acoplamiento que comprende un sistema neumático o hidráulico capaz de controlar la adaptabilidad del elemento de acoplamiento y, por lo tanto, la adaptabilidad del acoplamiento de la interfaz de manipulación al robot.

La presente invención también se refiere a un método para fijar una placa de válvula de compuerta deslizante a una estructura de soporte de placa de una válvula de compuerta deslizante montada en la parte inferior de un recipiente metalúrgico, que comprende,

(a) proporcionar un sistema robotizado como se definió anteriormente,

(b) aproximar la interfaz de manipulación de una nueva unidad de una placa de válvula de compuerta deslizante, (c) enganchar las abrazaderas de agarre, ventajosamente por traslación y/o rotación, en los elementos de sujeción de agarre de la nueva unidad alcanzando de ese modo su posición de agarre, de modo que el robot sujete de manera segura y puede manipular la nueva unidad,

(d) conducir la interfaz de manipulación con la nueva unidad hacia el marco de soporte de placa, con las abrazaderas de agarre enganchadas en los correspondientes espacios libres,

(e) desenganchar las abrazaderas de agarre, ventajosamente por traslación y/o rotación, de los elementos de sujeción de agarre,

(f) conducir la interfaz de manipulación lejos del marco de soporte de placa.

La presente invención también se refiere a un método para retirar una placa de válvula de compuerta deslizante superior desde una estructura de soporte de placa de una válvula de compuerta deslizante montada en una parte inferior de un recipiente metalúrgico, que comprende,

(a) proporcionar un sistema robotizado como se definió anteriormente en el que la interfaz de manipulación o el marco de soporte de placa superior comprende un saliente, y en el que una placa de válvula de compuerta deslizante superior se carga en un marco de soporte de placa superior y se acopla a una boquilla interior con mortero.

(b) enganchar completamente las abrazaderas giratorias en los correspondientes espacios libres y rotar las abrazaderas giratorias para engancharse en los elementos de sujeción de agarre correspondientes, alcanzando de ese modo su posición de agarre,

(c) enganchar las abrazaderas oscilantes en los correspondientes espacios libres en la medida en que lo permita el saliente, y rotar las abrazaderas oscilantes hacia su posición de agarre para enganchar parcialmente las abrazaderas oscilantes en los elementos de sujeción de agarre correspondientes, tirando de este modo de un extremo de la placa de válvula de compuerta deslizante superior lejos de la boquilla interior, e iniciando una grieta en el mortero hasta que las abrazaderas oscilantes se enganchen completamente en los correspondientes elementos de sujeción de agarre, y alcancen su posición de agarre,

(d) retirar la placa de válvula de compuerta deslizante superior del marco de soporte de placa superior conduciendo la interfaz de manipulación lejos del marco de soporte de placa superior.

Breve descripción de las figuras

En estas figuras,

La figura 1 representa diversas etapas para cambiar placas de válvula de compuerta deslizante en un recipiente metalúrgico con un robot según la presente invención.

La figura 2 muestra (a) una compuerta deslizante de dos placas y (b) una compuerta deslizante de tres placas. La figura 3 muestra una vista en corte transversal en perspectiva de una placa de válvula de compuerta deslizante y de un marco de soporte de placa (a) antes del acoplamiento y (b) después del acoplamiento.

La figura 4 muestra una vista lateral y una vista superior de una placa de válvula de compuerta deslizante y de una interfaz de manipulación de un robot (a) antes del acoplamiento y (b) después del acoplamiento.

La figura 5 muestra diversas etapas según una primera implementación para acoplar una placa de válvula de compuerta deslizante a un marco de soporte de placa usando un elemento de acoplamiento neumático o hidráulico.

La figura 6 muestra vistas superiores y vistas en sección transversal de una placa de válvula de compuerta deslizante que comprende elementos de sujeción de agarre (a) en forma de porciones de la segunda superficie (i) o rebajes (iiiv) y (b) en forma de salientes.

La figura 7 muestra diversas etapas para rasgar el mortero que acopla una placa de válvula de compuerta deslizante superior a una boquilla interior de un recipiente metalúrgico, a medida que la placa de válvula de compuerta deslizante superior se retira de su cuna de recepción.

La figura 8 muestra una realización de interfaz de manipulación según la presente invención, (a) una vista en perspectiva general, (b) un detalle en abrazaderas oscilantes de doble eje, y (c)-(e) muestran abrazaderas oscilantes de único eje y ejes dobles.

La figura 9 muestra diversas etapas según una segunda implementación para acoplar una placa de válvula de compuerta deslizante a un marco de soporte de placa usando un elemento de acoplamiento neumático o hidráulico.

Descripción detallada.

La figura 1(a) muestra un recipiente metalúrgico (41) tal como una artesa o una cuchara que se encuentra en su lado en un taller donde se comprueban elementos desgastados y para la restauración. El recipiente metalúrgico comprende una válvula de compuerta deslizante expuesta verticalmente para cambiar las placas de válvula de compuerta deslizante (1t, 1L) que se desgastan y se reemplazan con nuevas placas de válvula de compuerta deslizante (1n) almacenadas en un lugar apropiado, listo para su uso. Cuando esta operación se realiza generalmente por un operario humano, la presente invención propone una solución para toda la operación de retirar una placa de válvula de compuerta deslizante gastada y reemplazarla por una nueva para realizarse por un robot (20). Un sistema robotizado según la presente invención para fijar o retirar una placa de válvula de compuerta deslizante a o de una válvula de compuerta deslizante, comprende una placa de válvula de compuerta deslizante (1), un recipiente metalúrgico (41) dotado de una válvula de compuerta deslizante, y un robot (20). El robot comprende una interfaz de manipulación (21) para agarrar y manipular la placa de válvula de compuerta deslizante.

Como se muestra en la figura 1(a) y (b), cuando un recipiente metalúrgico (41) se lleva a un taller, se puede colocar en su lado para exponer la válvula de compuerta deslizante. El robot abre la válvula de compuerta deslizante mediante rotación alrededor de las articulaciones del marco de soporte de placa inferior (11L) con respecto al marco de soporte de placa superior (11t). El robot (20) retira las placas de válvula de compuerta deslizante (1t, 1L) desde sus respectivos marcos de soporte de placa (11t, 11L) y almacena las mismas para su reparación o para su desecho (véase la figura 1(c)). Como se muestra en la figura 1(c) y (d), el robot toma nuevas placas de válvula de compuerta deslizante (1n) que se almacenaron para su uso y acopla las mismas a las cunas de recepción (12) de los marcos de soporte de placa correspondientes (11t, 11L). El marco de soporte de placa inferior (11L) se puede cerrar para llevar las superficies deslizantes (1s) de las placas de válvula de compuerta deslizante superior e inferior (1t, 1L) a contacto deslizante entre sí (véase la figura 1(a), pero con nuevas placas de válvula de compuerta deslizante). Los elementos que hacen posibles todas las operaciones anteriores propuestas en la presente invención se describen con más detalle a continuación.

Válvula de compuerta deslizante y placas de válvula de compuerta deslizante

La válvula de compuerta deslizante puede ser una válvula de compuerta deslizante de dos placas o tres placas. Como se ilustra en la figura 2(a) una válvula de compuerta deslizante de dos placas comprende una placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t) y una placa de válvula de compuerta deslizante inferior (1L), mientras que una compuerta deslizante de tres placas como se ilustra en la figura 2(b) comprende además una placa de válvula de compuerta deslizante intermedia (1m) intercalada entre una placa de válvula de compuerta deslizante superior e inferior (1t, 1L).

Una placa de válvula de compuerta deslizante (1) comprende una superficie deslizante (1s) separada de una segunda superficie (1d) por un grosor de la placa de válvula de compuerta deslizante y unidas entre sí por un borde periférico (1e). También comprende un orificio pasante (1b) que se extiende normal a la superficie deslizante. La segunda superficie (1d) de una placa de válvula de compuerta deslizante intermedia también es una superficie deslizante. Las placas de válvula de compuerta deslizante superior, inferior, y opcionalmente intermedia, se acoplan cada una a una cuna de recepción (12) de unos parte superior correspondiente, marco de soporte de placa superior, inferior, y opcionalmente intermedia (11t, 11L, 11m), con al menos una superficie deslizante (1s) de una placa en contacto deslizante con una superficie deslizante (1s) de una segunda placa. El marco de soporte de placa superior está fijado con respecto al recipiente metalúrgico, debido a que la placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t) se acopla generalmente a una boquilla interior (42) del recipiente metalúrgico (41) con mortero (43) como se ilustra en la figura 7. En una válvula de compuerta deslizante de dos placas (véase la figura 2(a)) el marco de soporte de placa inferior (11L) es un carro móvil que puede trasladarse accionado por un pistón neumático o hidráulico (17) de tal manera que la superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante inferior se desliza para entrar en contacto contra y en relación con la superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante superior. En una válvula de compuerta deslizante de tres placas, el marco de soporte de placa inferior (11L) está fijado con respecto al marco de soporte de placa superior y al recipiente metalúrgico. El marco de soporte de placa intermedia es un carro móvil adecuado para deslizar la superficie deslizante (1s) y la segunda superficie deslizante (1d) (que también es una superficie deslizante) de la placa de válvula de compuerta deslizante intermedia contra y en relación con las superficies deslizantes de las placas de válvula de compuerta deslizante superior e inferior, respectivamente. Como es bien conocido en la técnica, la traslación deslizante de la superficie deslizante de una placa de válvula de compuerta deslizante con respecto a la superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante superior y, opcionalmente, de la placa de válvula de compuerta deslizante inferior en una válvula de compuerta deslizante de tres placas, permite el control del nivel de superposición entre los orificios pasantes de las dos (o tres) placas.

Las geometrías de las cunas de recepción (12) de los marcos de soporte de placa deben coincidir con las geometrías de las placas de válvula de compuerta deslizante correspondientes, de tal manera que una no se mueve con relación al marco de soporte de placa durante el deslizamiento de una superficie deslizante con relación a la otra accionada por la traslación del carro móvil. Para acceder a las placas de válvula de compuerta deslizante, el marco de soporte de placa generalmente se puede abrir como un libro por rotación alrededor de las articulaciones del marco de soporte de placa inferior (11L) con respecto al marco de soporte de placa superior (y/o intermedia) como se ilustra esquemáticamente en la figura 1 (a) y (b)). Una placa de válvula de compuerta deslizante (1) recién colocada en una cuna de recepción correspondiente (12) es necesario que se fije solo en la medida en que la placa no se caiga antes de que el marco de soporte de placa inferior (11L) se rote de vuelta a su posición de funcionamiento, con las superficies deslizantes de las placas en contacto deslizante entre sí. Los mecanismos para sujetar las placas en las cunas de recepción durante la manipulación son conocidos en la técnica, tales como abrazaderas resilientes que garantizan que una placa no caiga del marco de soporte de placa durante la manipulación.

Tradicionalmente, para retirar una placa de válvula de compuerta deslizante gastada (1) de su cuna de recepción (12), en particular, una placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t) que generalmente se fija con mortero (43) a una boquilla interior (42), un operario manipularía una herramienta alargada a través del orificio pasante de la placa de válvula de compuerta deslizante y tiraría y empujaría para retirar la placa de válvula de compuerta deslizante de la cuna de recepción (12). Esta operación definitivamente estropearía el orificio pasante de una placa de válvula de compuerta deslizante, lo cual no es tan importante si se va a desechar, pero no permite una restauración de la placa. Aunque la herramienta alargada no se manipula tan difícilmente cuando se monta una nueva placa de válvula de compuerta deslizante en una cuna de recepción (12), existe el riesgo de dañar el orificio pasante de una nueva placa de válvula de compuerta deslizante. Está claro que un robot puede configurarse para manipular una herramienta alargada de manera similar a la que usaría un operario humano. Para evitar posibles daños al orificio pasante, sin embargo, el sistema robotizado de la presente invención usa medios de agarre para agarrar y manipular de manera segura una placa de válvula de compuerta deslizante. Los medios de agarre permiten que una placa de válvula de compuerta deslizante se sujete por sus bordes periféricos (1e) y/o por su segunda superficie (1d) y no en absoluto por el orificio pasante como lo realizan tradicionalmente los operarios humanos. Para este efecto, los medios de agarre requieren dos componentes: (a) el robot comprende abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) comentadas a continuación; (b) la cuna de recepción del marco de soporte de placa comprende espacios libres (15) que permiten el acceso de las abrazaderas de agarre (25) a los elementos de sujeción de agarre (5) ubicados en el borde periférico (1e) y/o en la segunda superficie (1d), adyacente al borde periférico, que coinciden con las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) del robot, cuando la placa de válvula de compuerta deslizante está bloqueada en el marco de soporte de placa de recepción.

En una realización ventajosa, los medios de agarre del sistema robotizado para fijar o retirar una placa de válvula de compuerta deslizante a o de una válvula de compuerta deslizante están configurados de tal manera que

(a) la placa de válvula de compuerta deslizante comprende elementos de sujeción de agarre (5) ubicados en el borde periférico (1e) y/o en la segunda superficie (1d), adyacente al borde periférico, que coinciden con las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) del robot, de modo que el robot puede sujetar y manipular de manera segura la placa de válvula de compuerta deslizante,

(b) las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) se pueden mover, preferiblemente por rotación alrededor de un eje de rotación, desde una posición abierta adecuada para rodear el borde periférico (1e) de la placa de válvula de compuerta deslizante hasta una posición de agarre adecuada para acoplar las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) a los elementos de sujeción de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1), y

(c) la cuna de recepción del marco de soporte de placa comprende espacios libres (15) que permiten el acceso de las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) a los elementos de sujeción de agarre (5) cuando la placa de válvula de compuerta deslizante está bloqueada en el marco de soporte de placa de recepción.

La interfaz de manipulación (21) del robot (20) y abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t)

El robot utilizado en la presente invención puede ser cualquier robot disponible en el mercado que comprenda suficientes grados de libertad, tales como, por ejemplo, de cinco a siete grados de libertad, para realizar las operaciones de recogida de una placa de válvula de compuerta deslizante, mover la misma entre una posición de almacenamiento y una válvula de compuerta deslizante, y para colocar la placa de válvula de compuerta deslizante en una cuna de recepción (12) correspondiente. Un elemento esencial de la presente invención es una interfaz de manipulación (21) proporcionada en el extremo de un brazo del robot y equipada con abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) para agarrar la placa de válvula de compuerta deslizante. La interfaz de manipulación (21) está configurada para,

• recoger una nueva unidad (1n) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1) y acoplar y bloquear la misma al marco de soporte de placa correspondiente (11), y/o

• desbloquear y retirar una unidad gastada de la placa de válvula de compuerta deslizante (1) del marco de soporte de placa correspondiente (11), y

• transportar de manera segura una placa de válvula de compuerta deslizante entre una posición de almacenamiento y el marco de soporte de placa (11).

Las operaciones anteriores se pueden llevar a cabo de manera segura por medio de las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) que interactúan con los elementos de sujeción de agarre (5) de las placas de válvula de compuerta deslizante. En una realización preferida, la interfaz de manipulación (21) del robot comprende N = 3 o 4 abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t), que tienen forma de L, ya que comprenden una primera barra que comprende un extremo libre y una segunda barra que comprende un extremo acoplado, estando dicha primera barra montada de manera móvil para mover el extremo libre desde una posición abierta adecuada para rodear el borde periférico (1e) de la placa de válvula de compuerta deslizante a una posición de agarre, formando de ese modo una forma de L tal como se ilustra en la figura 8, adecuada para acoplar el extremo libre de las abrazaderas de agarre en forma de L (25g, 25r, 25t) a los elementos de sujeción de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1). En algunas realizaciones, las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) comprenden más de dos barras. Las abrazaderas de agarre pueden comprender, por ejemplo, tres barras para que tengan forma de dedo o de T, siempre que sean adecuadas para acoplarse a los elementos de sujeción de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1). Alternativamente, en lugar de una primera barra con un extremo libre, las abrazaderas de agarre pueden comprender un cabezal de agarre acoplado a la segunda barra. El cabezal de agarre se monta entonces de manera móvil para mover el cabezal de agarre desde una posición abierta adecuada para rodear el borde periférico (1e) de la placa de válvula de compuerta deslizante hasta una posición de agarre adecuada para acoplarse a elementos de sujeción de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1).

Las abrazaderas de agarre en forma de L (25g, 25r, 25t) son móviles, desde una posición abierta, en donde las abrazaderas de agarre en forma de L circunscriben el borde periférico de una placa de válvula de compuerta deslizante a una posición de agarre en donde los extremos libres de las abrazaderas de agarre en forma de L interactúan con los elementos de sujeción de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante. En la posición abierta, las abrazaderas de agarre en forma de L coinciden con los espacios libres (15) de los correspondientes espacios libres, de modo que la interfaz de manipulación (21) se puede trasladar a lo largo de una dirección normal a la superficie deslizante (1s) de una placa de válvula de compuerta deslizante que conduce los extremos libres de las abrazaderas de agarre en forma de L a través de los espacios libres (15) más allá de la superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante, en alineación con los elementos de sujeción de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante. Las abrazaderas de agarre en forma de L pueden moverse a su posición de agarre, de modo que los extremos libres interactúan con los elementos de sujeción de agarre (5) y la placa de válvula de compuerta deslizante se agarra de este modo de manera segura.

En una realización preferida, la interfaz de manipulación (21) del robot comprende además elementos resilientes (27) adecuados para presionar contra la superficie deslizante (1s) cuando los extremos libres de las abrazaderas de agarre en forma de L están en la posición de agarre. Los elementos resilientes presionan contra la superficie deslizante (1s) de una placa de válvula de compuerta deslizante en sentido contrario de la interfaz de manipulación (21), mientras que las abrazaderas de agarre retienen la placa de válvula de compuerta deslizante, bloqueando de ese modo de manera segura la placa en posición entre los medios resilientes (27) y las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) de la interfaz de manipulación (21). Los elementos resilientes pueden comprender resortes mecánicos, tales como resortes helicoidales o resortes de láminas, o pueden estar hechos de materiales resilientes, tales como cauchos. Debido a que la temperatura de una placa de válvula de compuerta deslizante puede variar mucho dependiendo de si es una nueva placa, o una placa gastada llevada directamente después de una operación de fundición, se prefiere que los medios resilientes comprendan resortes mecánicos. La parte de los elementos resilientes que entra en contacto con la superficie deslizante (1s) de una placa de válvula de compuerta deslizante debe ser tal que evite dañar la superficie deslizante por arañazos. En una realización alternativa, como se ilustra en la figura 9, la interfaz de manipulación (21) del robot comprende además elementos rígidos (28) para presionar contra la superficie deslizante (1s) cuando los extremos libres de las abrazaderas de agarre en forma de L están en la posición de agarre.

Las abrazaderas de agarre móviles en forma de L (25g, 25r, 25t) están preferiblemente montadas de forma rotatoria para rotar entre las posiciones abierta y de agarre alrededor de un eje de rotación. Las abrazaderas oscilantes (25r) rotan alrededor de un eje de rotación intersecando el extremo acoplado, y normal a ambas barras de las abrazaderas de agarre en forma de L, incluyendo el extremo libre y el extremo acoplado (véanse las figuras 4, 5, y 7). Las abrazaderas oscilantes son ventajosas porque permiten la aplicación de una fuerza de tracción a una placa de válvula de compuerta deslizante colocada en una cuna de recepción (12) cuando se hace oscilar desde la posición abierta a la posición de agarre.

Las abrazaderas giratorias (25g) rotan alrededor de un eje de rotación paralelo a, preferiblemente siendo coaxiales con la barra de la L que comprende el extremo acoplado (véanse las figuras 4, 5, y 7). Las abrazaderas giratorias (25g) son ventajosas porque requieren solo un pequeño espacio libre en la cuna de recepción para alcanzar y enganchar los elementos de sujeción de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante.

En una realización alternativa, como se ilustra en la figura 9, las abrazaderas de agarre (25t) están montadas para trasladarse entre las posiciones abierta y de agarre con respecto a la interfaz de manipulación (21). La traslación comprende ventajosamente al menos un componente en un plano paralelo a la superficie deslizante (1s).

La figura 9 (a)-(d) ilustra un método para fijar una nueva placa de válvula de compuerta deslizante (1n) a un marco de soporte de placa superior (11t) de una válvula de compuerta deslizante que comprende,

(a) proporcionar un sistema robotizado como se discutió anteriormente,

(b) aproximar la interfaz de manipulación (21) de una nueva unidad (1n) de una placa de válvula de compuerta deslizante superior (11),

(c) enganchar las abrazaderas de agarre (25t) por traslación en los elementos de sujeción de agarre (5) de la nueva unidad (1n) alcanzando de ese modo su posición de agarre, de modo que el robot sujeta y puede manipular de manera segura la nueva unidad (1n),

(d) conducir la interfaz de manipulación (21) con la nueva unidad (1n) hacia el marco de soporte de placa (11t), con las abrazaderas de agarre (25t) enganchadas en los correspondientes espacios libres (15),

(e) desenganchar las abrazaderas de agarre (25t) mediante la traslación de los elementos de sujeción de agarre (5),

(f) conducir la interfaz de manipulación (21) lejos del marco de soporte de placa superior (11t).

Antes de conducir la nueva unidad (1n) hacia el marco de soporte de placa superior (11t), la segunda superficie (1d) de la placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t) se recubre ventajosamente con mortero, de manera que se adherirá a la boquilla interior (42). Alternativamente, la boquilla interior (42) puede recubrirse con mortero antes de que la nueva unidad (1n) se conduzca hacia el marco de soporte de placa (11t), de modo que se adherirá a la placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t).

Cuando las abrazaderas de rotación se montan de manera rotatoria, la interfaz de manipulación (21) puede comprender abrazaderas oscilantes (25r) solamente (es decir, N abrazaderas oscilantes), solo las abrazaderas giratorias (25g) (es decir, N abrazaderas giratorias), o tanto abrazaderas oscilantes como giratorias (25r, 25g) (es decir, n abrazaderas oscilantes y N-n abrazaderas giratorias, con n < N). En una realización preferida, ilustrada en la figura 4, la interfaz de manipulación (21) comprende N = 4 abrazaderas de agarre, de las cuales n = 2 son abrazaderas oscilantes (25r) y N - n = 2 son abrazaderas giratorias (25g). En una realización alternativa, N = 3 abrazaderas de agarre, de las cuales n = 1 son abrazaderas oscilantes (25r) y N - n = 2 son abrazaderas giratorias (25g).

Una placa de válvula de compuerta deslizante (1) puede estar inscrita en un rectángulo que define una longitud, L, y anchura, W, con W < L de la placa de válvula de compuerta deslizante. Se prefiere que un par de abrazaderas de agarre similares se ubiquen una al lado de la otra adyacentes a un primer extremo de la longitud, L, y una o un par de abrazaderas de agarre similares se sitúen una al lado de la otra adyacentes a un segundo extremo, opuesto al primer extremo de la longitud, L, en donde el par de abrazaderas de agarre adyacentes al primer extremo puede ser igual o diferente de la una o el par de abrazaderas de agarre adyacentes al segundo extremo. Por ejemplo, la interfaz de manipulación (21) del robot puede comprender una o dos abrazaderas oscilantes adyacentes (25r) en un primer extremo de la longitud, L, y comprende una o dos abrazaderas giratorias adyacentes (25g) en un segundo extremo de la longitud, L.

La figura 8(a) muestra una realización preferida de la interfaz de manipulación (21) que comprende un elemento resiliente (27) y un par de elementos de agarre giratorios (25g) y un par de abrazaderas oscilantes (25r). Como se ilustra en la figura 8(b), las abrazaderas oscilantes pueden oscilar sobre dos ejes de rotación, x1 y x2. Las figuras 8(c) y (d) muestran abrazaderas oscilantes de un único eje (25r) que comprenden un único eje de rotación x1 o x2. La figura 8(e) muestra una abrazadera oscilante de doble eje (25r) con dos ejes de rotación x1 y x2, ampliando la longitud móvil de las abrazaderas oscilantes.

Una combinación de medios de agarre oscilantes y giratorios puede ser particularmente ventajosa para rasgar una placa de válvula de compuerta deslizante superior gastada (1t) acoplada a una boquilla interior (42) por medio de un mortero (43) como se ilustra en la realización de la figura 7. En esta realización, la interfaz de manipulación (21) o el marco de soporte de placa superior (11) comprende un saliente (19) de tal manera que cuando el robot se orienta hacia el marco de soporte de placa superior para retirar la placa de válvula de compuerta deslizante superior del mismo, una o dos abrazaderas giratorias (25g) han penetrado a través de los correspondientes espacios libres (15) y se hacen rotar a su posición de agarre, mientras que el saliente (19) permite solo la penetración parcial de las abrazaderas oscilantes (25r) a través del espacio libre correspondiente, de tal manera que la interfaz de manipulación (21) está en ángulo con respecto a la superficie deslizante (1s) de la placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t). La una o dos abrazaderas oscilantes todavía están en su posición abierta (véase la figura 7(a) y (b)). En esta posición, las abrazaderas oscilantes (25r) se hacen rotar a su posición de agarre. Como se muestra en la figura 7(c), el movimiento de oscilación de las abrazaderas oscilantes en forma de L tira del extremo correspondiente de la placa de válvula de compuerta deslizante superior creando un momento de rotación en la placa alrededor de un eje que pasa por la una o dos abrazaderas giratorias que permiten la rotura del mortero (43) que adhiere la placa de válvula de compuerta deslizante superior a la boquilla interior (42) mediante la progresión de una grieta entre el mortero (43) y la segunda superficie (1d) a lo largo de la longitud de la placa de válvula de compuerta deslizante superior. Esta solución obviamente requiere menos energía y fuerza que tirar de la placa de válvula de compuerta deslizante superior lejos de la boquilla interior a lo largo de una dirección normal a la superficie deslizante (1s), lo que requeriría que toda el área de la interfaz entre el mortero y la placa de válvula de compuerta deslizante superior se rompa simultáneamente. El saliente (19) es preferiblemente retráctil, de modo que se usa solo para retirar una placa de válvula de compuerta deslizante gastada del marco de soporte (preferiblemente placas de válvula de compuerta deslizante superior (1t)), y puede retraerse para no interferir con el posicionamiento de una nueva placa de válvula de compuerta deslizante sobre una cuna de recepción.

Esta realización puede usarse de ese modo en un método ilustrado en la figura 7 para retirar una placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t) desde una estructura de soporte de placa (11) de una válvula de compuerta deslizante montada en la parte inferior de un recipiente metalúrgico, que comprende,

(a) proporcionar un sistema robotizado como se discutió anteriormente con una placa de válvula de compuerta deslizante superior cargada en un marco de soporte de placa superior (11t) y acoplada a una boquilla interior (42) con mortero (43),

(b) enganchar completamente las abrazaderas giratorias (25g) en los correspondientes espacios libres (15) y rotar las abrazaderas giratorias para engancharse en los correspondientes elementos de sujeción de agarre (5) alcanzando de ese modo su posición de agarre,

(c) enganchar las abrazaderas oscilantes (25r) en los correspondientes espacios libres (15) en la medida en que lo permita el saliente (19), y rotar las abrazaderas oscilantes hacia su posición de agarre para enganchar parcialmente las abrazaderas oscilantes en los elementos de sujeción de agarre correspondientes, tirando de este modo de un extremo de la placa de válvula de compuerta deslizante superior lejos de la boquilla interior, e iniciando una grieta en el mortero hasta que las abrazaderas oscilantes se enganchen completamente en los correspondientes elementos de sujeción de agarre, y alcancen su posición de agarre,

(d) retirar la placa de válvula de compuerta deslizante superior del marco de soporte de placa superior conduciendo la interfaz de manipulación lejos del marco de soporte de placa superior.

Las abrazaderas giratorias (25g) se pueden hacer rotar antes o simultáneamente con las abrazaderas oscilantes (25r). Una rotación simultánea de las abrazaderas giratorias y oscilantes permite usar un único accionamiento para accionar la rotación de los dos tipos de abrazaderas.

Una ventaja importante de las abrazaderas de agarre en forma de L rotatorias como se discutió anteriormente es que pueden adaptarse a placas de válvula de compuerta deslizante de geometrías ligeramente variables, ya sea porque las placas tienen un diseño diferente, o porque están a diferentes temperaturas: temperatura ambiente para una nueva placa de válvula de compuerta deslizante (1n), y temperaturas sustancialmente más altas para placas de válvula de compuerta deslizante gastadas, que se expanden térmicamente en relación con las nuevas a temperatura ambiente.

Robot (20)

Debido a que cada nuevo recipiente metalúrgico (41) no está necesariamente posicionado exactamente en la misma posición con respecto al robot (20), no es práctico configurar el robot para repetir exactamente los mismos movimientos con cada nuevo recipiente metalúrgico. Por lo tanto, se prefiere que el robot esté dotado de un sistema de reconocimiento de ondas electromagnéticas, tal como un sistema de cámara óptica con reconocimiento de elementos, infrarrojos (por ejemplo, Lidar), radar, etc. Es posible que estos sistemas no tengan la precisión requerida para que las operaciones se realicen por el robot y, en el caso de un sistema de reconocimiento óptico, humos y vapores pueden perturbar la visibilidad y la precisión de los movimientos.

En una realización, ilustrada en las figuras 4 y 5, la interfaz de manipulación (21) puede comprender pasadores de guía (23) que sobresalen más allá de un plano que comprende la superficie deslizante (1s) cuando se agarra una placa de válvula de compuerta deslizante (1). El marco de soporte de placa (11) comprende cavidades en forma de embudo (13) para recibir los pasadores de guía y guiar la placa de válvula de compuerta deslizante en alineación con la cuna de recepción (12). En las figuras 4 y 5, se ilustran dos pasadores de guía. Está claro que la interfaz de manipulación puede comprender dos, tres, o cuatro de tales pasadores, preferiblemente dos o tres. Como se muestra en la figura 5, si los pasadores de guía permiten una realineación de la interfaz de manipulación (21) que sujeta una placa de válvula de compuerta deslizante con respecto al marco de soporte de placa, esto solo es posible si la “muñeca” entre el brazo del robot (20) y la interfaz de manipulación (21) es flexible.

Por lo tanto, se prefiere como se ilustra en las figuras 1, 5 y 7, para dotar al robot de un elemento de acoplamiento (29) que acopla el brazo del robot a la interfaz de manipulación (21). El elemento de acoplamiento (29) comprende un sistema neumático o hidráulico (29p) capaz de controlar la adaptabilidad del elemento de acoplamiento y, por lo tanto, la adaptabilidad o flexibilidad del acoplamiento de la interfaz de manipulación (21) al robot. Se describen ejemplos de elementos de acoplamiento (29), por ejemplo, en el documento US2017045106 y en el documento EP2500150. Cuando el sistema neumático o hidráulico (29p) está bajo presión, el elemento de acoplamiento es rígido. Se usa un elemento de acoplamiento rígido (29) durante el transporte de una placa de válvula de compuerta deslizante (1) de un punto a otro, como se muestra en las figuras 5(a), 5(b), y 5(d), y 7(a) y 7(d).

Cuando se requieren pequeños movimientos de la interfaz de manipulación (21) en relación con el brazo del robot al que está unido, se libera la presión en el sistema neumático o hidráulico (29p), el elemento de acoplamiento se vuelve adaptable permitiendo que la interfaz de manipulación (21) rote y se traslade en relación con el brazo robótico. Un elemento de acoplamiento adaptable (29) es útil cuando debe ajustarse la posición de la interfaz de manipulación (21) con respecto al marco de soporte más allá de la precisión del brazo del robot (obsérvese que las placas son bastante pesadas, lo cual es perjudicial para la precisión del brazo del robot). Por ejemplo, como se muestra en las figuras 5(b) y (c) a medida que los pasadores de guía (23) entran en contacto con las cavidades en forma de embudo correspondientes (13), es necesario que la interfaz de manipulación (21) se realinee con respecto al marco de soporte de placa a medida que los pasadores de guía (23) penetran más profundamente en las cavidades en forma de embudo (13). En esta etapa es importante mantener el elemento de acoplamiento (29) lo más adaptable posible para permitir que la interfaz de manipulación se vuelva a alinear a medida que se mueve más hacia el marco de soporte de placa. De manera similar, en la figura 7(b) y (d), el saliente (19) fuerza a la interfaz de manipulación a inclinarse en un ángulo con respecto al marco de soporte de placa (11). En este caso nuevamente, el elemento de acoplamiento (29) debe ser flexible reduciendo la presión en el sistema neumático o hidráulico (29p).

El robot se puede montar de forma rotatoria y, para aumentar la longitud de su alcance, puede montarse en carriles para moverse entre una posición de almacenamiento y una posición de válvula de compuerta deslizante.

Elementos de sujeción de agarre (5) de las placas de válvula de compuerta deslizante (1) y

En una realización ilustrada en las figuras 2 a 5, y 6(a) (iv), la placa de válvula de compuerta deslizante es una placa de válvula de compuerta deslizante superior o inferior, en la que la segunda superficie (1d) tiene un área más pequeña que la superficie deslizante (1s) y, en un saliente sobre la superficie deslizante, la segunda superficie está encerrada dentro de la superficie deslizante, y en donde el borde periférico (1e) y/o la segunda superficie comprenden porciones biseladas que forman los elementos de sujeción de agarre (5). Una placa de válvula de compuerta deslizante de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento WO2017129563. Además de las ventajas descritas en este documento proporcionadas por tal geometría de la placa de válvula de compuerta deslizante, las porciones biseladas del borde periférico (1e) (o de la segunda superficie (1d)) pueden aprovecharse para formar los elementos de sujeción de agarre (5) para interactuar con las abrazaderas de agarre (25g, 25t) de la interfaz de manipulación (21). Las porciones biseladas de la placa de válvula de compuerta deslizante dan acceso a y sujetan los extremos libres de las abrazaderas de agarre en forma de L (25g, 25r, 25t).

En una realización alternativa, ilustrada en la figura 6(a) (i), la segunda superficie (1d) tiene sustancialmente la misma área que la superficie deslizante (1s). Los elementos de sujeción de agarre (5) pueden ser entonces porciones de la segunda superficie (1d) de la placa (1) adyacentes al borde periférico (1e). Tales porciones es necesario que sean lo suficientemente grandes como para recibir las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) en la posición de agarre, de modo que el robot puede sujetar y manipular de manera segura la placa de válvula de compuerta deslizante (1).

En una realización alternativa, ilustrada en la figura 6(a) (ii) y (iii), los elementos de sujeción de agarre (5) son rebajes que se abren en el borde periférico (1e) y penetran en el grosor de la placa de válvula de compuerta deslizante. Si una porción de la placa de válvula de compuerta deslizante (1) está recubierta con una carcasa metálica (1c), los rebajes están formados al menos parcialmente en la carcasa metálica. El rebaje puede abrirse exclusivamente en el borde periférico (1e) como se ilustra en la figura 6(a) (iii). Esta realización es particularmente adecuada para placas de válvula de compuerta deslizantes intermedias (1m) que comprenden dos superficies deslizantes opuestas (1s) y preferiblemente no deben comprender una abertura. Alternativamente, el rebaje puede abrirse tanto en el borde periférico (1e) como en la segunda superficie (1d) como se ilustra en la figura 6(a) (ii). Esta realización hace que sea más fácil para las abrazaderas de agarre (25g, 25g) para enganchar los elementos de sujeción de agarre (5) simplemente conduciendo las abrazaderas de agarre en posición abierta hasta el fondo inferior de la cuna de recepción, y, por lo tanto, mover los medios de agarre a la posición de agarre, preferiblemente por rotación, para engancharse en los rebajes que están ubicados al nivel del fondo inferior.

En otra realización alternativa ilustrada en la figura 6(b), los elementos de sujeción de agarre (5) pueden ser salientes que sobresalen del borde periférico (1e) y son preferiblemente parte de una carcasa metálica (1c) que recubre una porción del borde periférico. Dos ejemplos de tales elementos de sujeción de agarre sobresalientes (5) se ilustran en la figura 6 (b) (i) e (ii).

Espacios libres (15) del marco de soporte de placa (11)

Como se ilustra en la figura 3, la cuna de recepción (12) puede ser prácticamente una estampa de la segunda superficie (1d) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1). En tal configuración, los espacios libres (15) deben estar abiertos en la periferia de la cuna de recepción, en ubicaciones correspondientes a las ubicaciones de las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) de la interfaz de manipulación, y debe dimensionarse para permitir el paso de las abrazaderas de agarre en una posición abierta a lo largo de una dirección normal a la superficie deslizante (1s) cuando una placa se sujeta en la cuna de recepción (12). Los espacios libres (15) también deben ser lo suficientemente profundos como para permitir que las abrazaderas de agarre alcancen una posición orientada hacia los elementos de sujeción de agarre para que, por rotación (u otro movimiento), puedan moverse a la posición de agarre, enganchando los elementos de sujeción de agarre. El tamaño y la geometría de los espacios libres deben ser un equilibrio entre, por un lado, facilidad de acceso de las abrazaderas de agarre a los elementos de sujeción de agarre y, por otro lado, la estabilidad de la posición de la placa de válvula de compuerta deslizante conferida por la cuna de recepción al deslizar la superficie deslizante de una placa contra la superficie deslizante de otra placa.

Cuando los elementos de sujeción de agarre (5) son porciones de la segunda superficie (1d) de la placa (1) adyacentes al borde periférico (1e), tal como se representa en la figura 6(a) (i), es necesario que los espacios libres (15) sean lo suficientemente profundos como para permitir que las abrazaderas de agarre (5g, 5r, 5t) alcancen una posición orientada hacia la segunda superficie (1d) de la placa cuando la placa de válvula de compuerta deslizante se bloquea en el marco de soporte de placa de recepción (11), de modo que puedan moverse a la posición de agarre, enganchando la segunda superficie (1d).

La cuna de recepción también puede comprender un fondo inferior y bloques de sujeción que sobresalen del fondo inferior y posicionados en ubicaciones estratégicas para sujetar una placa de válvula de compuerta deslizante en su lugar al accionar la válvula de compuerta deslizante. Con tales configuraciones, el espacio libre (25) está fácilmente disponible y no es necesario que el marco de soporte de placa (11) se modifique para implementar el sistema robotizado de la presente invención. Solo las placas de válvula de compuerta deslizante es necesario que estén dotadas de elementos de sujeción de agarre (5). En caso de que las placas de válvula de compuerta deslizante comprendan un borde periférico biselado como se describe en el documento WO2017129563, ni siquiera es necesario que las placas se modifiquen, y solo se requieren el robot y la interfaz de manipulación para implementar la presente invención. Esto es una gran ventaja ya que solo se requieren adaptaciones mínimas.

Ventajas

La presente invención es ventajosa ya que alivia a los operarios humanos de las condiciones de trabajo duro y es más reproducible con menos o ningún riesgo de error humano. Solo se requieren modificaciones mínimas en la instalación para implementar la invención. El espacio libre (15) en la cuna de recepción (12) requerido para permitir el paso de las abrazaderas de agarre puede ser bastante pequeño, especialmente cuando se usan abrazaderas giratorias u oscilantes (25g, 25r, 25t). Las abrazaderas de agarre de la interfaz de manipulación son bastante insensibles a las variaciones dimensionales debidas a variaciones en la temperatura de una placa de válvula de compuerta deslizante. Las placas de válvula de compuerta deslizante solo necesitan un rediseño mínimo, si es que lo necesitan, en caso de que se usen placas biseladas como se describe en el documento WO2017129563. El uso de un elemento de acoplamiento (29) que comprende un sistema neumático o hidráulico (29p) le da al robot la adaptabilidad necesaria para retirar y cargar en una cuna de recepción placas de válvula de compuerta deslizante relativamente pesadas con alta precisión, reduciendo de ese modo los riesgos de romper cualquier parte.

Lista de referencias

1: placa de válvula de compuerta deslizante

1b: orificio pasante

1c: carcasa metálica

1d: segunda superficie de la placa

1e: borde periférico

1n: nueva unidad

1t: placa de válvula de compuerta deslizante superior

1L: placa de válvula de compuerta deslizante inferior

1m: placa de válvula de compuerta deslizante intermedia

1s: superficie deslizante de placa

5: elementos de sujeción de agarre

11: marco de soporte de placa

11L: marco de soporte de placa inferior

11m: marco de soporte de placa intermedia

11t: marco de soporte de placa superior

12: cuna de recepción

13: cavidades en forma de embudo

15: espacio libre

17: pistón

19: saliente

20: robot

21: interfaz de manipulación

23: pasadores de guía

25r: abrazadera oscilante

25g: abrazadera giratoria

27: elemento resiliente

29: elemento de acoplamiento;

29p: sistema neumático o hidráulico

41: recipiente metalúrgico

42: boquilla interior

43: mortero

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

   Sistema robotizado para fijar o retirar una placa de válvula de compuerta deslizante a o de una válvula de compuerta deslizante, que comprende:

   (d) una placa de válvula de compuerta deslizante (1) que comprende una superficie deslizante (1s) separada de una segunda superficie (1d) por un grosor de la placa de válvula de compuerta deslizante y unidas entre sí por un borde periférico (1e), y que comprende un orificio pasante (1b) que se extiende normal a la superficie deslizante, en el que la placa de válvula de compuerta deslizante se selecciona de entre,

   • una placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t),

   • una placa de válvula de compuerta deslizante inferior (1L), y

   • opcionalmente una placa de válvula de compuerta deslizante intermedia (1m) en la que la segunda superficie es una segunda superficie deslizante,

   (e) un recipiente metalúrgico (41) dotado de una válvula de compuerta deslizante que comprende una estructura de soporte que comprende un marco de soporte de placa (11) que comprende una cuna de recepción (12) adecuada para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante (1), que incluye,

   • un marco de soporte de placa superior fijo (11t) para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante superior,

   • un marco de soporte de placa inferior (11L) para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante inferior, y

   • opcionalmente un marco de soporte de placa intermedia (11m) para recibir y bloquear la placa de válvula de compuerta deslizante intermedia, intercalada entre las placas de válvula de compuerta deslizante superior e inferior,

   en donde

   • el marco de soporte de placa inferior es un carro móvil adecuado para deslizar la superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante inferior contra y en relación con la superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante superior, formando de ese modo una compuerta deslizante de dos placas, u

   • opcionalmente, el marco de soporte de placa intermedia es un carro móvil adecuado para deslizar la superficie deslizante y la segunda superficie deslizante de la placa de válvula de compuerta deslizante intermedia contra y en relación con las superficies deslizantes de las placas de válvula de compuerta deslizante superior e inferior, respectivamente, formando de ese modo una compuerta deslizante de tres placas,

   para poner en y fuera de alineación los orificios pasantes de las placas de válvula de compuerta deslizante superior e inferior y opcionalmente la placa de válvula de compuerta deslizante intermedia,

   (f) un robot (20) que comprende una interfaz de manipulación (21) dotada de abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) para agarrar la placa de válvula de compuerta deslizante, y configurado para,

   • recoger una nueva unidad (1n) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1) y acoplar y bloquear la misma al marco de soporte de placa correspondiente (11), y/o

   • desbloquear y retirar una unidad gastada de la placa de válvula de compuerta deslizante (1) del marco de soporte de placa correspondiente (11),

   caracterizado porque,

   (g) las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) se pueden mover desde una posición abierta adecuada para rodear el borde periférico (1e) de la placa de válvula de compuerta deslizante hasta una posición de agarre adecuada para acoplar las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) a los elementos de sujeción de agarre (5) ubicados en el borde periférico (1e) y/o en la segunda superficie (1d), adyacente al borde periférico (1e), de la placa de válvula de compuerta deslizante (1), de modo que el robot puede sujetar y manipular de manera segura la placa de válvula de compuerta deslizante, y porque

   (h) la cuna de recepción del marco de soporte de placa comprende espacios libres (15) que permiten el acceso de las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) a los elementos de sujeción de agarre (5) cuando la placa de válvula de compuerta deslizante está bloqueada en el marco de soporte de placa de recepción.
2. 2. Sistema robotizado según la reivindicación 1, en el que la placa de válvula de compuerta deslizante es una placa de válvula de compuerta deslizante superior o inferior, en la que la segunda superficie (1d) tiene un área más pequeña que la superficie deslizante (1s) y, en un saliente sobre la superficie deslizante, la segunda superficie está encerrada dentro de la superficie deslizante, y en donde el borde periférico (1e) y/o la segunda superficie comprenden porciones biseladas que forman los elementos de sujeción de agarre (5).
3. 3. Sistema robotizado según la reivindicación 1, en el que los elementos de sujeción de agarre (5) comprenden salientes que sobresalen del borde periférico (1e) y son preferiblemente parte de una carcasa metálica (1c) que recubre una porción del borde periférico (1e).
4. 4. Sistema robotizado según la reivindicación 1, en el que los elementos de sujeción de agarre (5) comprenden rebajes que se abren en el borde periférico (1e) y que penetran en el grosor de la placa de compuerta deslizante, los rebajes se forman preferiblemente al menos parcialmente en una carcasa metálica (1c) que recubre una porción del borde periférico.
5. 5. Sistema robotizado según la reivindicación 1, en el que los elementos de sujeción de agarre (5) comprenden porciones de la segunda superficie (1d) adyacentes al borde periférico (1e), y los espacios libres (15) son entonces lo suficientemente profundos como para permitir que las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) alcancen una posición orientada hacia dichas porciones de la segunda superficie (1d) cuando la placa de válvula de compuerta deslizante (1) está bloqueada en el marco de soporte de placa de recepción (11), de modo que las abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t) pueden moverse a la posición de agarre, enganchando la segunda superficie (1d).
6. 6. Sistema robotizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la interfaz de manipulación (21) del robot comprende N = 3 o 4 abrazaderas de agarre (25g, 25r, 25t), que tienen forma de L con un extremo libre y un extremo acoplado montados de manera móvil para mover el extremo libre desde la posición abierta a la posición de agarre adecuada para acoplar el extremo libre de las abrazaderas de agarre en forma de L (25g, 25r, 25t) a los elementos de sujeción de agarre (5) de la placa de válvula de compuerta deslizante (1).
7. 7. Sistema robotizado según la reivindicación 6, en el que las abrazaderas de agarre en forma de L están montadas de manera rotatoria para rotar entre las posiciones abierta y de agarre alrededor de un eje de rotación,

   • intersecando el extremo acoplado normal tanto al extremo libre como al extremo acoplado, formando una abrazadera oscilante (25r), o

   • siendo coaxiales con el extremo acoplado formando una abrazadera giratoria (25g),

   en donde un número, n, de abrazaderas de agarre en forma de L pueden rotar alrededor de uno de los ejes de rotación anteriores y las abrazaderas de agarre en forma de L restantes (N - n) pueden rotar alrededor del otro de los ejes de rotación anteriores, con n = 1 a 4, preferiblemente N = 4 y n = 2.
8. 8. Sistema robotizado según la reivindicación 7, en el que

   • la interfaz de manipulación (21) del robot comprende una o dos abrazaderas oscilantes adyacentes (25r) y comprende una o dos abrazaderas giratorias adyacentes (25g), y

   • la interfaz de manipulación (21) o el marco de soporte de placa superior (11) comprende un saliente (19) de tal manera que cuando el robot se orienta hacia el marco de soporte de placa superior para retirar la placa de válvula de compuerta deslizante superior del mismo, con la una o dos abrazaderas giratorias en posición de agarre, el robot está en un ángulo con respecto a la superficie deslizante de modo que la una o dos abrazaderas oscilantes pueden rotar y entrar en contacto con los elementos de sujeción de agarre, pero no pueden alcanzar la posición de agarre sin tirar de un extremo de la placa de válvula de compuerta deslizante superior que rota alrededor de un eje que pasa por la una o dos abrazaderas giratorias y que rompe fácilmente el mortero que adhiere la misma al recipiente metalúrgico.
9. 9. Sistema robotizado según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que la interfaz de manipulación (21) del robot comprende además elementos resilientes (27) adecuados para presionar contra la superficie deslizante (1s) cuando los extremos libres de las abrazaderas de agarre en forma de L están en la posición de agarre y, bloqueando de ese modo la placa de válvula de compuerta deslizante con respecto a la interfaz de manipulación (21) del robot.

   Sistema robotizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que

   • la interfaz de manipulación (21) del robot comprende pasadores de guía (23) que sobresalen más allá de un plano que comprende la superficie deslizante (1s) cuando se agarra una placa de válvula de compuerta deslizante (1), y

   • el marco de soporte de placa (11) comprende cavidades en forma de embudo (13) para recibir los pasadores de guía y guiar la placa de válvula de compuerta deslizante en alineación con la cuna de recepción (12).

   Sistema robotizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la interfaz de manipulación (21) se acopla a un brazo del robot por medio de un elemento de acoplamiento (29) que comprende un sistema neumático o hidráulico (29p) capaz de controlar la adaptabilidad del elemento de acoplamiento y, por lo tanto, la adaptabilidad del acoplamiento de la interfaz de manipulación (21) al robot.

   Un método para fijar una placa de válvula de compuerta deslizante (1t, 1L) a o con respecto a una válvula de compuerta deslizante que comprende,

   (a) proporcionar un sistema robotizado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

   (b) aproximar la interfaz de manipulación (21) de una nueva unidad (1n) de una placa de válvula de compuerta deslizante (1L, 1t),

   (c) enganchar las abrazaderas de agarre (25t) en los elementos de sujeción de agarre (5) de la nueva unidad (1n) alcanzando de ese modo su posición de agarre, de modo que el robot sujeta y puede manipular de manera segura la nueva unidad (1n),

   (d) conducir la interfaz de manipulación (21) con la nueva unidad (1n) hacia el marco de soporte de placa (11t), con las abrazaderas de agarre (25t) enganchadas en los correspondientes espacios libres (15),

   (e) desenganchar las abrazaderas de agarre (25t) de los elementos de sujeción de agarre (5),

   (f) conducirla interfaz de manipulación (21) lejos del marco de soporte de placa (11t).

   Un método para retirar una placa de válvula de compuerta deslizante superior (1t) de una estructura de soporte de placa (11) de una válvula de compuerta deslizante montada en la parte inferior de un recipiente metalúrgico, que comprende,

   (a) proporcionar un sistema robotizado según la reivindicación 8 y una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11 cuando depende de la reivindicación 8, con una placa de válvula de compuerta deslizante superior cargada en un marco de soporte de placa superior (11t) y acoplada a una boquilla interior (42) con mortero (43),

   (b) enganchar completamente las abrazaderas giratorias (25g) en los correspondientes espacios libres (15) y rotar las abrazaderas giratorias para engancharse en los correspondientes elementos de sujeción de agarre (5) alcanzando de ese modo su posición de agarre,

   (c) enganchar las abrazaderas oscilantes (25r) en los correspondientes espacios libres (15) en la medida en que lo permita el saliente (19), y rotar las abrazaderas oscilantes hacia su posición de agarre para enganchar parcialmente las abrazaderas oscilantes en los elementos de sujeción de agarre correspondientes, tirando de ese modo de un extremo de la placa de válvula de compuerta deslizante superior lejos de la boquilla interior, e iniciando una grieta en el mortero hasta que las abrazaderas oscilantes se enganchen completamente en los correspondientes elementos de sujeción de agarre, y alcancen su posición de agarre,

   (d) retirar la placa de válvula de compuerta deslizante superior del marco de soporte de placa superior conduciendo la interfaz de manipulación lejos del marco de soporte de placa superior.