Устройства для индикации износа и связанные с ним сборки и способы
WEAR INDICATION DEVICES AND ASSOCIATED ASSEMBLIES AND METHODS

ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ
В этой заявке заявлен приоритет по дате подачи заявки на патент США с серийным № 14/304649, поданной 13 июня 2014 г. под названием «WEAR INDICATION DEVICES, AND RELATED ASSEMBLIES AND METHODS».
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Раскрытие изобретения в различных вариантах реализации относится в целом к устройствам, сборкам и способам для применения в обработке добытых ископаемых, таких как руда. Более конкретно, варианты реализации раскрытия изобретения относятся к устройствам для индикации износа, к сборкам, содержащим устройства для индикации износа, и к способам обнаружения износа на компонентах сборки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В горнодобывающей промышленности часто применяют мельницы (например, мельницы роторного типа, шаровые мельницы, стержневые мельницы, мельницы полусамоизмельчения, мельницы самоизмельчения, т. д.) для уменьшения размера масс материальных структур (например, руды), добытых из горных пород. Во время применения и работы мельницы добытые структуры (и необязательно другие структуры, такие как шары, стержни, т. д.), как правило, поднимаются и обратно опускаются на другие добытые структуры для образования относительно меньших структур посредством обусловленных этим ударов. Процесс может быть непрерывным, причем относительно большие добытые материальные структуры поставляются в один конец мельницы и относительно меньшие материальные структуры (например, частицы) добытого материала выходят на противоположном конце мельницы.
В целом внутренние поверхности мельницы покрыты (например, облицованы) износостойкими конструкциями (например, футеровками, пластинами, т. д.) с такими размером и формой для предупреждения повреждения мельницы, обусловленного контактом между добытыми материальными структурами (и необязательно другими структурами) и внутренними поверхностями мельницы во время применения и работы мельницы. Добытые материальные структуры больше контактируют и разрушают (например, подвергают износу, изнашивают трением, т. д.) износостойкие конструкции, чем внутренние поверхности мельницы. Износостойкие конструкции могут быть прикреплены к внутренним поверхностям мельницы посредством болтов и могут быть отцеплены и заменены при обнаружении значительного износа. Таким образом, износостойкие конструкции могут продлевать срок службы и применение мельницы.
К сожалению, часто трудно определить, в частности, при осуществлении непрерывной обработки, когда нужно заменить износостойкие конструкции. Поскольку износостойкие конструкции расположены внутри мельницы, в целом нелегко установить количество износа, обнаруживаемого у износостойких конструкций. Как правило, мельницу следует время от времени останавливать, чистить и физически осматривать для определения необходимости замены износостойких конструкций. Однако, поскольку мельницы промышленного масштаба обычно являются довольно большими и обрабатывают значительные количества добытого материала за час, остановка и очистка мельницы время от времени для определения количества износа, обнаруживаемого у износостойких конструкций, могут быть довольно затратными, неэффективными и непрактичными.
Соответственно, существует необходимость в новых устройствах, сборках и способах осуществления просто и эффективного обнаружения и представления количества износа, обнаруживаемого у износостойких конструкциях, во время работы мельницы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, включают устройства для индикации износа, сборки, содержащие устройства для индикации износа, и способы обнаружения износа на компоненте сборки. Например, в соответствии с одним вариантом реализации изобретения, описанным в данном документе, устройство для индикации износа содержит внешний корпус, имеющий по меньшей мере одно отверстие, проходящее по меньшей мере частично через него, и по меньшей мере один датчик внутри по меньшей мере одного отверстия. По меньшей мере один датчик содержит по меньшей мере один зонд и по меньшей мере одно электронное устройство, функционально связанное с по меньшей мере одним зондом. По меньшей мере одно электронное устройство содержит по меньшей мере один источник питания и по меньшей мере одно устройство вывода.
В дополнительных вариантах реализации изобретения сборка содержит контейнер, содержащий оболочку, по меньшей мере одну конструкцию, покрывающую по меньшей мере одну внутреннюю поверхность оболочки контейнера, и одно или более устройств для индикации износа, проходящих через и соединяющих оболочку контейнера и по меньшей мере одну конструкцию. Каждое из одного или более устройств для индикации износа независимо содержит внешний корпус, имеющий по меньшей мере одно отверстие, проходящее по меньшей мере частично через него, и по меньшей мере один датчик внутри по меньшей мере одного отверстия. По меньшей мере один датчик содержит по меньшей мере один зонд и по меньшей мере одно электронное устройство, функционально связанное с по меньшей мере одним зондом. По меньшей мере одно электронное устройство содержит по меньшей мере один источник питания и по меньшей мере одно устройство вывода.
В еще дополнительных вариантах реализации изобретения способ обнаружения износа на компоненте сборки включает помещение по меньшей мере одного устройства для индикации износа по меньшей мере внутрь одного отверстия, проходящего через оболочку контейнера и по меньшей мере одну конструкцию, покрывающую внутреннюю поверхность оболочки. По меньшей мере одно устройство для индикации износа содержит внешний корпус, имеющий по меньшей мере одну выемку, проходящую по меньшей мере частично через него, и по меньшей мере один датчик внутри по меньшей мере одной выемки. По меньшей мере один датчик содержит по меньшей мере один зонд и по меньшей мере одно электронное устройство, функционально связанное с по меньшей мере одним зондом. По меньшей мере одно электронное устройство содержит по меньшей мере один источник питания и по меньшей мере одно устройство вывода. По меньшей мере одна конструкция по меньшей мере частично прикреплена к контейнеру с применением по меньшей мере одного устройства для индикации износа. Часть по меньшей мере одного устройства для индикации износа удалена в ответ на по меньшей мере одно из: физическую деградацию и химическую деградацию, возникшие во время обработки материала в контейнере. Выходные данные получают с по меньшей мере помощью одного датчика по меньшей мере одного устройства для индикации износа после удаления части по меньшей мере одного устройства для индикации износа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 представлен продольный схематический вид сборки в соответствии с вариантом реализации раскрытия изобретения.
На фиг. 2 представлен частичный поперечный вид в разрезе части сборки, показанной на фиг. 1, в соответствии с вариантом реализации раскрытия изобретения.
На фиг. 3 представлен поперечный вид в разрезе устройства для индикации износа в соответствии с вариантом реализации раскрытия изобретения.
На фиг. 4 представлен поперечный вид в разрезе устройства для индикации износа в соответствии с другим вариантом реализации раскрытия изобретения.
На фиг. 5 представлен поперечный вид в разрезе устройства для индикации износа в соответствии с дополнительным вариантом реализации раскрытия изобретения.
ВАРИАНТ(Ы) ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описаны устройства для индикации износа, а также сборки, содержащие устройства для индикации износа, и способы обнаружения износа на компоненте сборки. В некоторых вариантах реализации изобретения устройство для индикации износа содержит по меньшей мере один датчик, расположенный внутри по меньшей мере одного отверстия, по меньшей мере частично проходящего через внешний корпус. Датчик может содержать по меньшей мере один зонд и по меньшей мере электронное устройство, функционально связанное с зондом. Несколько устройств для индикации износа могут по меньшей мере частично прикреплять по меньшей мере одну износостойкую конструкцию к по меньшей мере одной внутренней поверхности контейнера сборки (например, сборки для перемалывания, сборки для дробления, т. д.). Каждое из устройств для индикации износа может быть одним и тем же, или по меньшей мере одно из устройств для индикации износа может быть отличным от по меньшей мере одного другого из устройств для индикации износа. Во время применения и работы контейнера устройства для индикации износа и износостойкая конструкция могут быть подвержены износу. Датчики устройств для индикации износа могут указывать, когда в устройствах для индикации износа (и, следовательно, износостойкой конструкции, связанной с ними) обнаруживают предварительно определенные количества износа. Затем можно осуществлять техническое обслуживание на контейнере и/или его компонентах (например, могут быть заменены износостойкая конструкция и одно или более устройств для индикации износа), при необходимости, перед возникновением повреждения самого контейнера. Необязательно по меньшей мере одно из устройств для индикации износа может также быть выполнено и работать для обеспечения дополнительной информации, связанной с работой контейнера. Устройства для индикации износа, сборки и способы согласно раскрытию изобретения могут обеспечивать улучшенную производительность, сниженные затраты и повышенную безопасность по сравнению с традиционными устройствами, сборками и способами, связанными с операциями перемалывания.
В последующем подробном описании сделана ссылка на прилагаемые графические материалы, которые изображают, посредством иллюстрации, конкретные варианты реализации изобретения, в которых раскрытие изобретение может быть применено на практике. Однако могут быть применены другие варианты реализации изобретения, и могут быть осуществлены конструкционные, логические и конфигуративные изменения без отступления от объема раскрытия изобретения. Не предполагается, что иллюстрации, представленные в данном документе, представляют собой фактические виды любого конкретного материала, компонента, аппарата, сборки, системы или способа, но представляют собой исключительно теоретические представления, которые использованы для описания вариантов реализации раскрытия изобретения. Графические материалы, представленные в данном документе, не обязательно начерчены для масштабирования. Кроме того, элементы, общие между графическими материалами, могут оставлять то же самое числовое обозначение.
Хотя некоторые варианты реализации раскрытия изобретения изображены при использовании и применении в конкретных сборках и их компонентах, специалистам в данной области техники будет понятно, что варианты реализации раскрытия изобретения могут быть применимы в любой сборке и/или ее компоненте, где необходимо улучшить обнаружение износа (например, восприятие, указание, т. д.) относительно сборки и/или ее компонента во время применения и работы. Посредством неограничивающего примера варианты реализации раскрытия изобретения могут быть применимы в любом оборудовании, связанном с обработкой добытого материала (например, руды), и подвержены деградации (например, физической деградации и/или химической деградации), включая, но без ограничения, мельницы роторного типа, шаровые мельницы, стержневые мельницы, мельницы полусамоизмельчения (SAG), мельницы самоизмельчения (AG), дробилки, молотковые дробилки, истиратели, бункеры, ковши, желобы и другие компоненты, связанные с обработкой (например, дробление, измельчение, истирание, т. д.) добытого материала, как известно из уровня техники.
Как используется в данном документе, слова в единственном числе предназначены как включающие также и слова в множественном числе, если из контекста очевидно не следует иное.
Как используется в данном документе, термин «и/или» включает любой и все комбинации из одного или более связанных перечисленных элементов.
Как используется в данном документе, пространственно относительные термины, такие как «внизу», «ниже», «нижний», «низ», «над», «верхний», «верх», «передний», «задний», «левый», «правый» и тому подобное, могут использоваться для легкости описания для раскрытия одного отношения элемента или признака к другому элементу(ам) или признаку(ам), как проиллюстрировано на фигурах. Если не указано иное, пространственно относительные термины предназначены для охвата различных ориентаций материалов в дополнение к ориентации, показанной на фигурах. Например, если материалы на фигурах перевернуты, то элементы, описанные как «ниже», или «внизу», или «под», или «внизу» других элементов или признаков затем буду ориентированы «над» или «наверху» других элементов или признаков. Таким образом, термин «ниже» может охватывать как ориентацию выше и ниже в зависимости от контекста, в котором используется термин, который будет очевидным специалисту в данной области техники. Материалы могут быть ориентированы иным образом (например, развернуты на 90 градусов, перевернуты, отражены), и пространственно относительные показатели, используемые в данном документе, соответственно истолкованы.
Как используется в данном документе, термин «по существу» в отношении указанного параметра, свойства или состояния означает и включает до степени, до которой специалисту в данной области техники будет понятно, что указанный параметр, свойство или состояние соответствуют степени отклонения, как, например, в рамках допустимых технологических допусков. В качестве примера, в зависимости от конкретного параметра, свойства или состояния, которые по существу соответствуют, параметр, свойство или состояние могут соответствовать по меньшей мере на 90,0%, соответствовать по меньшей мере на 95,0%, соответствовать по меньшей мере на 99,0% или даже соответствовать по меньшей мере на 99,9%.
На фиг. 1 представлен продольный схематический вид сборки 100 для применения в соответствии с вариантом реализации раскрытия изобретения. Сборка 100 может быть выполнена с возможностью и работать для разбивки (например, дробления, измельчения, истирания, т. д.) добытого материала, такого как руда. Как показано на фиг. 1, сборка 100 может содержать контейнер 102 (например, истиратель, мельница, т. д.), выполненный из и содержащий оболочку 104. Подшипники 106 и несущие конструкции 108 могут быть расположены на противоположных боковых концах контейнера 102, и по меньшей мере одно ротационное устройство 110 (двигатель, привод, т. д.) может быть расположено и выполнено с возможностью вращения контейнера 102 вокруг его оси 112. Устройства 200 для индикации износа проходят во внутреннюю камеру контейнера 102. Устройства 200 для индикации износа расположены и выполнены с возможностью прикрепления (например, соединения, связывания, сцепления, т. д.) одного или более компонентов (например, износостойких конструкций) контейнера 102 к по меньшей мере одной внутренней поверхности оболочки 104 и также расположены и выполнены с возможностью получения и обмена (например, перенаправления, передачи, отправки, перемещения, т. д.) информацией, связанной с применением и работой контейнера 102, как описано более подробно далее. Необязательно по меньшей мере один болт 113 может также быть расположен и выполнен с возможностью прикрепления одного или более компонентов контейнера 102 к по меньшей мере одной внутренней поверхности оболочки 104. По меньшей мере один болт 113 может быть предусмотрен в дополнение к устройству 200 для индикации износа и/или может быть предусмотрен вместо одного или более устройств 200 для индикации износа, поскольку по меньшей мере одно из устройств 200 для индикации износа включено в сборку 100. Кроме того, по меньшей мере одно приемное устройство 114 может быть расположено и выполнено с возможностью приема информации от устройств 200 для индикации износа и обмена информацией с одним или более другими устройствами 116 (например, компьютерами), выполненными с возможностью и работающими для анализа, отображения и/или действия с информацией, как также описано более подробно далее.
На фиг. 2 представлен частичный поперечный вид в разрезе контейнера 102, показанного на фиг. 1, на месте, ближайшем к одному из устройств 200 для индикации износа. Как показано на фиг. 2, по меньшей мере одна внутренняя поверхность 118 оболочки 104 контейнера 102 покрыта (например, облицована) по меньшей мере одной износостойкой конструкцией 120 (например, пластина износа, футеровка износа, т. д.). Износостойкая конструкция 120 может быть выполнен из и содержать по меньшей мере один материал, который является стойким к физической деградации (например, трению, эрозии, т. д.) и/или химической деградации (например, коррозии). Износостойкая конструкция 120 может иметь любую геометрическую конфигурацию (например, форму и размер), достаточные по существу для защиты оболочки 104 контейнера 102 от деградации. В некоторых вариантах реализации изобретения внутренняя поверхность 118 оболочки 104 покрыта множеством износостойких конструкций 120, расположенных смежно (например, в сторону смежно и/или продольно смежно) друг другу внутри внутренней камеры 122 контейнера 102, причем каждая из множества износостойких конструкций 120 независимо имеет необходимые форму, размер и состав материала.
Согласно совместно фиг. 1 и 2, устройства 200 для индикации износа могут по меньшей мере частично прикреплять (например, соединять, фиксировать, т. д.) износостойкую конструкцию 120 к внутренней поверхности 118 оболочки 104. Устройства 200 для индикации износа могут быть расположены в отверстиях, проходящих через каждую из оболочки 104 и износостойкой конструкции 120. Как изображено на фиг. 2, часть (например, резьбовая часть) каждого из устройств 200 для индикации износа может выступать над внешней поверхностью 124 оболочки 104 и может быть присоединена к удерживающему устройству 126 (например, гайке), лежащему поверх внешней поверхности 118 оболочки 104. Кроме того, первая поверхность 202 каждого из устройств 200 для индикации износа может быть по существу расположенной в одной плоскости с по меньшей мере одной внутренней поверхностью 128 износостойкой конструкции 120.
На фиг. 3 представлен частичный вид в разрезе устройства 200 для индикации износа, изображенного на фиг. 2. Как показано на фиг. 3, устройство 200 для индикации износа содержит внешний корпус 204 и датчик 214, по меньшей мере частично (например, по существу) окруженный внешним корпусом 204. Внешний корпус 204 может быть выполнен из и содержать любой материал, способный удерживать износостойкую конструкцию 120 (фиг. 2) относительно внутренней поверхности 118 (фиг. 2) оболочки 104 (фиг. 2) контейнера 102 (фиг. 2) во время применения и работы контейнера 102. В некоторых вариантах реализации изобретения внешний корпус 204 выполнен из и содержит по меньшей мере один из: металл и металлический сплав (например, сталь). Внешний корпус 204 может содержать головную область 206 и хвостовую область 208. Головная область 206 может быть выполнена как одно целое с хвостовой областью 208 и непрерывно с ней и может проходить наружу над боковой окружностью хвостовой области 208. По меньшей мере часть 210 хвостовой области 208 может иметь резьбу (например, для соединения с удерживающим устройством 126, показанным на фиг. 2). Кроме того, по меньшей мере одно отверстие 212 (например, просверленное отверстие, сквозное отверстие, выемка, т. д.) по меньшей мере частично проходит через внешний корпус 204. Как изображено на фиг. 3, в некоторых вариантах реализации изобретения отверстие 212 содержит слепое отверстие, которое также может быть охарактеризовано как просверленное отверстие, проходящее полностью через хвостовую область 208 и частично в головную область 206. В дополнительных вариантах реализации изобретения отверстие 212 содержит сквозное отверстие, проходящее полностью через каждую из хвостовой области 208 и головной области 206, как показано пунктирными линиями на фиг. 3. Отверстие 212 может иметь любую необходимую боковую поперечную форму, в том числе, но без ограничения, круглую форму, четырехугольную форму (например, квадратную, прямоугольную, форму трапеции, трапецеидальную, форму параллелограмма, т. д.), треугольную форму, полукруглую форму, овальную форму, эллиптическую форму или их сочетание. Кроме того, отверстие 212 может иметь по существу одинаковые боковые размеры (например, одинаковые длину и ширину, одинаковый диаметр, т. д.) по всей его глубине, или боковые размеры отверстия 212 могут варьировать по всей его глубине (например, верхняя часть отверстия 212 может иметь по меньшей мере одно из: длину, ширину и диаметр, отличное от нижней части отверстия 212). Датчик 214 расположен внутри отверстия 212. Часть отверстия 212, не занятая датчиком 214, может быть по меньшей мере частично (например, по существу) заполненной другим материалом, таким как самотвердеющее соединение (например, эпоксидная смола, такая как непроводящая эпоксидная смола).
Датчик 214 содержит по меньшей мере один зонд 216 и по меньшей мере одно электронное устройство 218, присоединенное к по меньшей мере одному зонду 216. Зонд 216 может представлять собой любую конструкцию, выполненную с возможностью и расположенную для идентификации (например, выдачи сигнала, сообщения, т. д.) изменения по меньшей мере в одном из: геометрической конфигурации (например, размера, формы, т. д.) отверстия 212 и условиях окружающей среды (например, состава материала, давления, pH, температуры, т. д.), присутствующих внутри отверстия 212. Например, и без ограничения, зонд 216 может иметь размер, форму, состав материала и положение внутри отверстия 212, способствующие обнаружению по меньшей мере одного уменьшения в глубине отверстия 212, модификации формы отверстия 212 и изменению в составе материала (например, содержания воды) внутри отверстия 212. Соответственно, зонд 216 может быть использован для идентификации, когда во внешнем корпусе 204 обнаруживали предварительно определенное количество износа, как, например, когда от около 10 процентов до около 80 процентов внешнего корпуса 204 было удалено (например, изношено, стерто, т. д.), когда от около 20 процентов до около 70 процентов внешнего корпуса 204 было удалено, или когда от около 30 процентов до около 60 процентов внешнего корпуса 204 было удалено.
В качестве неограничивающего примера, зонд 216 может содержать по меньшей мере частично проводящую конструкцию (например, проводящий провод, проводящий стержень, проводящий цилиндр, т. д.). Зонд 216, электронное устройство 218 и внешний корпус 204 устройства 200 для индикации износа могут образовывать открытую электрическую схему при исходной геометрической конфигурации отверстия 212 и могут образовывать закрытую электрическую схему при модификации отверстия 212 во время применения и работы контейнера 102. Зонд 216 может изначально быть электрически изолированным от проводящего материала (например, металла, металлического сплава, т. д.) внешнего корпуса 204 устройства 200 для индикации износа, но может стать электрически присоединенным к проводящему материалу внешнего корпуса 204 после того, как внешний корпус 204 испытает предварительно определенное количество износа. Проводящий материал (например, металлический провод, металлический стержень, металлический цилиндр, т. д.) зонда 216 может исходно быть снят с поверхностей (например, нижней поверхности, боковых поверхностей) внешнего корпуса 204, определяющего отверстие 212, но после удаления (например, изнашивания, истирания, т. д.) покрывающей части 220 головной области 206 внешнего корпуса 204 проводящий материал зонда 216 может входить в физический контакт с проводящим материалом внешнего корпуса 204 и замыкать электрическую схему. Например, структуры (например, руда, загрузка, т. д.), движущиеся внутри внутренней камеры 122 (фиг. 2) контейнера 102 во время его применения и работы, могут по существу удалять по меньшей мере покрывающую часть 220 головной области 206 и могут также деформировать оставшийся проводящий материал головной области 206 для приведения в контакт с проводящим материалом зонда 216. В некоторых вариантах реализации изобретения зонд 216 выбран с исходными длиной и шириной, препятствующими физическому контакту зонда 216 с поверхностями внешнего корпуса 204, определяющего отверстие 212. В дополнительных вариантах реализации изобретения электрически изоляционный материал (например, изоляционное покрытие, изоляционный заполняющий материал, т. д.) расположен между проводящим материалом зонда 216 и поверхностями внешнего корпуса 204, определяющего отверстие 212.
В качестве другого неограничивающего примера, зонд 216 может содержать фитиль. Электронное устройство 218 может образовывать открытую электрическую схему при исходной геометрической конфигурации отверстия 212 и может образовывать закрытую электрическую схему после обеспечения (например, впитывания, транспортировки, т. д.) проводящей жидкости (например, воды) относительно него зондом 216 при модификации отверстия 212 во время применения и работы контейнера 102 (фиг. 1). Отверстие 212 и зонд 216 могут исходно не содержать по существу проводящей жидкости, но могут стать пропитанными проводящей жидкостью после того, как внешний корпус 204 испытает предварительно определенное количество износа. Например, структуры (например, руда, загрузка, т. д.), движущиеся внутри внутренней камеры 122 (фиг. 2) контейнера 102 во время его применения и работы, могут по существу удалять по меньшей мере покрывающую часть 220 головной области 206, предоставляя возможность попадания по меньшей мере некоторого количества воды, присутствующей внутри внутренней камеры 122, в отверстие 112 и приведение ее в контакт с зондом 216. Затем зонд 216 может транспортировать (например, впитывать) воду на электронное устройство 218 для замыкания электрической схемы в электронном устройстве 218.
В качестве дополнительного неограничивающего примера, зонд 216 может содержать уплотненную конструкцию. Уплотненная конструкция может содержать по меньшей мере частично полую конструкцию, выполненную из и содержащую по меньшей мере один из: гибкий материал (например, металлическую фольгу, пластик, резину, т. д.) и хрупкий материал (например, керамический материал, силикон, стекло, сапфир, кварц, т. д.). Зонд 216 может иметь исходную геометрическую конфигурацию при исходной геометрической конфигурации отверстия 212 и может деформироваться (например, скручиваться, изгибаться, т. д.), растрескиваться (например, разрываться) и/или деградировать (например, изнашиваться) при модификации отверстия 212 во время применения и работы контейнера 102 (фиг. 1). Модификация исходной геометрической конфигурации зонда 216 может приводить в результате к изменению давления внутри зонда 216, что можно обнаружить с помощью электронного устройства 218. В некоторых вариантах реализации изобретения зонд 216 содержит уплотненную кольцеобразную конструкцию, в которой внутренняя камера находится под отрицательным давлением (например, вакуумным) или положительным давлением (например, значительно выше давления окружающей среды). Уплотненная кольцеобразная конструкция может растрескиваться после удаления (например, изнашивания, истирания, т. д.) покрывающей части 220 головной области 206 внешнего корпуса 204 во время применения и работы контейнера 102, и/или если внешний корпус 204 разрывается (например, трескается, расслаивается, т. д.) во время применения и работы контейнера 102.
С дальнейшей ссылкой на фиг. 3, электронное устройство 218 может быть выполнено из и содержать интегральную схему (IC), выполненную с возможностью и работающую для ответа на изменение в зонде 216. Электронное устройство 218 функционально связано с зондом 216 и может содержать по меньшей мере один источник питания (например, аккумулятор) и по меньшей мере одно устройство вывода (например, светодиод, звуковой преобразователь, беспроводной передатчик, т. д.). Электронное устройство 218 может также содержать другие конструкции и/или устройства, такие как один или более чувствительных модулей (например, чувствительные к давлению модули, чувствительные к температуре модули, чувствительные к звуку модули, чувствительные к ускорению модули, чувствительные к скорости модули, чувствительные к излучению модули, чувствительные к влажности модули, чувствительные к pH модули, т. д.), устройства ввода (например, беспроводные приемники), запоминающие устройства, переключатели, резисторы, конденсаторы, индукторы, диоды, корпуса, т. д. При изменении состояния зонда 216 и/или по меньшей мере одного компонента (например, переключателя, чувствительного модуля, т. д.) электронного устройства 218 электронное устройство 218 может активировать (например, инициировать) его устройство вывода, загружая информацию на приемное устройство 114 (фиг. 1) сборки 100 (фиг. 1), как описано дополнительно далее.
Как ранее описано, в некоторых вариантах реализации изобретения устройство 200 для индикации износа выполнено с возможностью и работает таким образом, что изменение в зонде 216 электронного устройства 218 завершает (например, замыкает) по меньшей мере одну электрическую схему внутри устройства 200 для индикации износа. Закрытая электрическая схема может быть выполнена внутри только электронного устройства 218, может быть выполнена между двумя или более из зонда 216, электронного устройства 218 и внешнего корпуса 204 устройства 200 для индикации износа или их сочетания. Закрытая электрическая схема может активировать устройство вывода электронного устройства 218. Например, если устройство вывода электронного устройства 218 содержит по меньшей мере один из: светодиод (LED), звуковой преобразователь и беспроводной передатчик, замыкание электрической схемы может инициировать генерирование устройством вывода по меньшей мере одного из: света, звука и беспроводной передачи соответственно. В дополнительных вариантах реализации изобретения устройство 200 для индикации износа выполнено с возможностью и работает таким образом, что изменение в зонде 216 электронного устройства 218 размыкает (например, замыкает) по меньшей мере одну электрическую схему внутри устройства 200 для индикации износа. Открытая электрическая схема может быть выполнена внутри только электронного устройства 218, может быть выполнена между двумя или более из зонда 216, электронного устройства 218 и внешнего корпуса 204 устройства 200 для индикации износа или их сочетания. Открытая электрическая схема может деактивировать устройство вывода электронного устройства 218. Например, если устройство вывода электронного устройства 218 содержит по меньшей мере один из: LED, звуковой преобразователь и беспроводной передатчик, размыкание электрической схемы может выключить завершение устройством вывода по меньшей мере одного из: света, звука и беспроводной передачи соответственно. В дополнительных вариантах реализации изобретения устройство 200 для индикации износа выполнено с возможностью и работает таким образом, что изменение в зонде 216 электронного устройства 218 инициирует переключатель, функционально связанный с каждым из устройства вывода и закрытой электрической схемы в устройстве 200 для индикации износа (например, внутри электронного устройства 218), для инициации устройства вывода.
Электронное устройство 218 может быть выполнено с возможностью и работать для распознавания и передачи одного фрагмента информации, связанной с применением и работой контейнера 102, или может быть выполнено с возможностью и работать для распознавания и передачи нескольких фрагментов информации, связанной с применением и работой контейнера 102. Например, электронное устройство 218 может быть выполнено с возможностью и работать для распознавания и передачи количества износа, обнаруживаемого у внешнего корпуса 204 устройства 200 для индикации износа (и, следовательно, количества износа, обнаруживаемого у износостойкой конструкции 120 (фиг. 2), смежной и удерживаемой внешним корпусом 204 устройства 200 для индикации износа) самого по себе, или электронное устройство 218 может быть выполнено с возможностью и работать для распознавания и передачи количества износа, обнаруживаемого у внешнего корпуса 204 устройства 200 для индикации износа, а также информации, касающейся одного или более из скорости контейнера 102 (фиг. 1), движения материалов (например, руды, загрузки, т. д.) внутри внутренней камеры 122 (фиг. 2) контейнера 102 и состава материалов внутри внутренней камеры 122 (фиг. 2) контейнера 102. Если электронное устройство 218 выполнено с возможностью и работает для распознавания и передачи нескольких фрагментов информации, связанных с применением и работой контейнера 102, в электронном устройстве 218 можно применять одно устройство вывода для передачи отличных фрагментов информации (например, один LED, генерирующий отличные интенсивности света, один звуковой преобразователь, генерирующий отличные звуки и/или отличные звуковые частоты, один беспроводной передатчик, передающий отличные данные, т. д.), или можно применять несколько устройств вывода для передачи отличных фрагментов информации (например, несколько LED, генерирующих отличные цвета света и/или отличные интенсивности света, несколько звуковых преобразователей, генерирующих отличные звуки и/или отличные звуковые частоты, несколько беспроводных передатчиков, передающих отличные данные, т. д.).
Как показано на фиг. 3, датчик 214, содержащий зонд 216 и электронное устройство 218, может быть по существу локализован в пределах границ (например, боковых границ и/или продольных границ) отверстия 212, по меньшей мере частично проходящего через внешний корпус 204 устройства 200 для индикации износа. Например, верхняя поверхность 222 электронного устройства 218 может быть расположена внутри отверстия 212 или может быть по существу расположенной в одной плоскости с верхней поверхностью 224 хвостовой области 208 внешнего корпуса 204. По существу локализация датчика 214 в пределах границ отверстия 212 может улучшать безопасность и снижать риск повреждения оборудования во время применения и работы контейнера 102 (фиг. 1) (например, снижая риск отцепления и выступа компонентов датчика 214, таких как электронное устройство 218, во время осевого вращения контейнера 102). В дополнительных вариантах реализации изобретения часть датчика 214 (например, часть электронного устройства 218, как, например, часть его устройства вывода) может выступать над границами (например, боковыми границами и/или продольными границами) отверстия 212.
На фиг. 4 представлен частичный вид в разрезе устройства 300 для индикации износа в соответствии с дополнительными вариантами реализации раскрытия изобретения. Во избежание повторения не все элементы, показанные на фиг. 4, описаны далее подробно. Наоборот, если далее не описано иное, элементы, определяемые позиционным обозначением, представляющие собой увеличение на 100 числового обозначения элемента, описанного ранее относительно фиг. 3, следует понимать как по существу подобные элементам, описанным ранее.
Как показано на фиг. 4, устройство 300 для индикации износа может содержать датчик 314, расположенный внутри отверстия 312, по меньшей мере частично проходящего через внешний корпус 304. Датчик 314 может быть выполнен из и содержать множество зондов 316 и по меньшей мере одно электронное устройство 318. Каждый из множества зондов 316 может быть по существу одинаковым (например, иметь по существу одинаковые размер, форму и состав материала), или по меньшей мере один из множества зондов 316 может быть отличным (например, иметь по меньшей мере одно из: отличный размер, отличную форму и отличный состав материала) от по меньшей мере одного другого из множества зондов 316. Например, каждый из первого зонда 316a и второго зонда 316b может содержать по меньшей мере частично проводящую конструкцию (например, проводящий провод, проводящий стержень, проводящий цилиндр, т. д.), но первый зонд 316a может проходить на глубину (например, иметь отличную длину) внутри отверстия 312, отличную от глубины второго зонда 316b. Отличные длины первого зонда 316a и второго зонда 316b предоставляют возможность обнаружения устройством 300 для индикации износа отличных количеств износа на внешнем корпусе 304 устройства 300 для индикации износа (и, следовательно, отличные количества износа на износостойкой конструкции 120 (фиг. 2), смежной и удерживаемой внешним корпусом 304 устройства 300 для индикации износа). В качестве неограничивающего примера, длина первого зонда 316a может предоставлять возможность передачи датчиком 314 при удалении (например, изнашивании, истирании, т. д.) около 20 процентов внешнего корпуса 304, и длина второго зонда 316b может обеспечить возможность передачи датчиком 314 при удалении около 40 процентов внешнего корпуса 304. Использование нескольких зондов 316 можно применять для эмпирического определения скорости износа устройства 300 для индикации износа, чью скорость износа можно коррелировать со скоростями износа других конструкций. В дополнительных вариантах реализации изобретения первый зонд 316a и второй зонд 316b могут содержать отличные конструкции. Например, первый зонд 316a может содержать одно из: по меньшей мере частично проводящую конструкцию, фитиль и уплотненную конструкцию, и второй зонд 316b может содержать другое из: по меньшей мере частично проводящую конструкцию, фитиль и уплотненную конструкцию. Отличные конструкции первого зонда 316a и второго зонда 316b могут предоставлять возможность обнаружения устройством 300 для индикации износа различных форм повреждения устройства 300 для индикации износа. В качестве неограничивающего примера, если первый зонд 316a содержит по меньшей мере частично проводящую конструкцию и второй зонд 316b содержит уплотненную конструкцию, первый зонд 316a может предоставлять возможность передачи датчиком 314 при удалении (например, изнашивании, истирании, т. д.) предварительно определенного количества (например, около 20 процентов, около 30 процентов, около 40 процентов, около 50 процентов, около 60 процентов, т. д.) внешнего корпуса 304 и второй зонд 316b может предоставлять возможность передачи датчиком 314, если внешний корпус 304 преждевременно разрывается (например, трескается, расслаивается, т. д.) во время применения и работы контейнера 102 (фиг. 1).
Каждый из множества зондов 316 может быть функционально связан с одним и тем же устройством вывода электронного устройства 318, или по меньшей мере один из множества зондов 316 может быть функционально связан с устройством вывода электронного устройства 318, отличным от по меньшей мере одного другого из множества зондов 316. Например, каждый из множества зондов 316 может быть функционально связан с одним устройством вывода (например, одним LED, одним звуковым преобразователем, одним беспроводным передатчиком, т. д.), выполненным с возможностью и работающим для обеспечения отличных выходных данных (например, отличных интенсивностей света; отличных звуков и/или отличных звуковых частот; отличных беспроводных передач данных; т. д.) для отличных зондов (например, первого зонда 316a, второго зонда 316b, т. д.) из множества зондов 316. В качестве другого примера, отличные зонды (например, первый зонд 316a, второй зонд 316b, т. д.) из множества зондов 316 могут быть функционально связаны с отличными устройствами вывода (например, отличными LED, отличными звуковыми преобразователями, отличными беспроводными передатчиками, т. д.), выполненными с возможностью и работающими для обеспечения отличных выходных данных (например, отличных интенсивностей света и/или цветов света; отличных звуков и/или отличных звуковых частот; отличных беспроводных передач данных; т. д.).
На фиг. 5 проиллюстрирован частичный поперечный вид в разрезе устройства 400 для индикации износа в соответствии с дополнительными вариантами реализации раскрытия изобретения. Во избежание повторения не все элементы, показанные на фиг. 5, описаны далее подробно. Наоборот, если далее не описано иное, элементы, определяемые позиционным обозначением, представляющие собой увеличение на 100 числового обозначения элемента, описанного ранее относительно фиг. 3, следует понимать как по существу подобные элементам, описанным ранее.
Как показано на фиг. 5, устройство 400 для индикации износа может содержать множество датчиков 414, расположенных внутри множества отверстий 412, по меньшей мере частично проходящих через внешний корпус 404. Каждое из множества отверстий 412 может проходить по существу на одинаковую глубину внутри внешнего корпуса 404, или по меньшей мере одно из множества отверстий 412 может проходить на глубину внутри внешнего корпуса 404, отличную от по меньшей мере одного другого из множества отверстий 412. Например, как изображено на фиг. 5, первое отверстие 412a может иметь более мелкую глубину, чем второе отверстие 412b (т. е. второе отверстие 412b может проходить глубже во внешний корпус 404, чем первое отверстие 412a). Кроме того, каждое из множества отверстий 412 может независимо содержать по меньшей мере один из множества датчиков 414. Например, первый датчик 414a, содержащий первый зонд 416a и первое электронное устройство 418a, может быть расположен внутри первого отверстия 412a, и второй датчик 414b, содержащий второй зонд 416b и второе электронное устройство 418b, может быть расположен внутри второго отверстия 412b. Каждый из множества датчиков 414 может быть по существу одним и тем же, или по меньшей мере один из множества датчиков 414 может быть отличным от по меньшей мере одного другого из множества датчиков 414. Например, первый зонд 416a первого датчика 414a может быть таким же (например, иметь по существу такие же размер, форму и состав материала) или отличным (например, иметь по меньшей мере одно из: отличный размер, отличную форму и отличный состав материала) от второго зонда 416b второго датчика 414b, и/или первое электронное устройство 418a первого датчика 414a может быть таким же или отличным от второго электронного устройства 418b второго датчика 414b. В некоторых вариантах реализации изобретения каждый из первого зонда 416a первого датчика 414a и второго зонда 416b второго датчика 414b имеет по меньшей мере частично проводящую конструкцию (например, проводящий провод, проводящий стержень, проводящий цилиндр, т. д.), но первый зонд 416a проходит на глубину (например, глубину первого отверстия 412a) внутри внешнего корпуса 404, отличную от второго зонда 416b. В дополнительных вариантах реализации изобретения первый зонд 416a первого датчика 414a и второй зонд 416b второго датчика 414b содержат конструкции, отличные друг от друга (например, первый зонд 416a может содержать одно из: по меньшей мере частично проводящую конструкцию, фитиль и уплотненную конструкцию, и второй зонд 416b может содержать другое из: по меньшей мере частично проводящую конструкцию, фитиль и уплотненную конструкцию). В дополнительных вариантах реализации изобретения первое электронное устройство 418a первого датчика 414a и второе электронное устройство 418b второго датчика 414b выполнены отличными друг от друга (например, могут содержать отличные устройства вывода, такие как по меньшей мере одно из: отличные LED, отличные звуковые преобразователи, отличные беспроводные передатчики; могут содержать схожие устройства вывода, которые выполнены с возможностью обеспечения отличных выходных данных, такие как отличные интенсивности света, отличные звуки и/или отличные звуковые частоты; отличные беспроводные передачи данных; т. д.).
Снова согласно фиг. 1 приемное устройство 114 может представлять собой любое устройство, расположенное и выполненное с возможностью обнаружения (например, распознавания) и приема выходных данных (например, света, звука, беспроводной передачи, т. д.) от устройств 200 для индикации износа (и/или устройств 300, 400 для индикации износа, описанных относительно фиг. 4 и 5, одно или оба из которых могут быть замещены для любого или всех устройств 200 для индикации износа, описанных относительно фиг. 1 и 2). Приемное устройство 114 может быть выбрано и расположено по меньшей мере частично на основании конфигурации устройств 200 для индикации износа (и/или устройств 300, 400 для индикации износа). Например, если устройство вывода электронного устройства 218 (фиг. 3) датчика 214 (фиг. 3) одного или более устройств 200 для индикации износа содержит по меньшей мере один LED, приемное устройство 114 может содержать световой датчик, расположенный и выполненный с возможностью обнаружения излучения (например, света), испускаемого LED. В качестве другого примера, если устройство вывода электронного устройства 218 датчика 214 одного или более устройств 200 для индикации износа содержит по меньшей мере один звуковой преобразователь, приемное устройство 114 может содержать звуковой датчик, расположенный и выполненный с возможностью обнаружения звука при одной или более частот, испускаемых звуковым преобразователем, чьи одна или более частот могут быть выбраны для избежания окружающего шума, возникающего во время операций обработки. В качестве дополнительного примера, если устройство вывода электронного устройства 218 датчика 214 одного или более устройств 200 для индикации износа содержит по меньшей мере один беспроводной передатчик, приемное устройство 114 может содержать беспроводной приемник, расположенный и выполненный с возможностью обнаружения и приема беспроводных обмена данных от беспроводного передатчика. Приемное устройство 114 может иметь любую геометрическую конфигурацию (например, размер, форму, т. д.), предоставляя возможность обнаружения приемным устройством 114 выходных данных от устройств 200 для индикации износа отдельно и/или сборно. Приемное устройство 114 может обмениваться данными с одним или более других устройств 116 (например, компьютеров), где информацию, передаваемую устройствами 200 для индикации износа, можно анализировать и проводить действия над ними. Необязательно приемное устройство 114 может также быть выполнено с возможностью и работать для вывода информации на одно или более устройств 200 для индикации износа. Например, если электронное устройство 218 (фиг. 3) по меньшей мере из одного из устройств 200 для индикации износа содержит приемное устройство, приемное устройство 114 может быть выполнено с возможностью и работать для передачи информации от одного или более других устройств 116 по меньшей мере на одно из устройств 200 для индикации износа (например, для активации по меньшей мере одного конкретного датчика и/или по меньшей мере одного конкретного чувствительного модуля, присутствующего по меньшей мере в одно из устройств 200 для индикации износа).
С дальнейшей ссылкой на фиг. 1, контейнер 102 может иметь любое необходимое распределение устройств 200 для индикации износа (и/или устройств 300, 400 для индикации износа, описанных относительно фиг. 4 и 5). Каждое из устройств 200 для индикации износа (или устройств 300, 400 для индикации износа) может быть по существу одинаковым и может быть однородно (например, планомерно, с постоянной плотностью, т. д.) разнесено относительно другого из устройств 200 для индикации износа (или другого из устройств 300, 400 для индикации износа), или по меньшей мере одно из устройств 200 для индикации износа (и/или по меньшей мере одно из устройств 300, 400 для индикации износа) может быть отличным от по меньшей мере одного другого из устройств 200 для индикации износа (и/или по меньшей мере одного другого из устройств 300, 400 для индикации износа) и/или может быть неоднородно (например, непланомерно, с непостоянной плотностью, т. д.) разнесено относительно другого из устройств 200 для индикации износа (и/или другого из устройств 300, 400 для индикации износа). В качестве неограничивающего примера, зонд 216 (фиг. 3) по меньшей мере одного из устройств 200 для индикации износа может быть отличным (например, иметь по меньшей мере одно из: отличный размер, отличную форму и отличный состав материала). В некоторых вариантах реализации изобретения устройства 200 для индикации износа (и/или устройства 300, 400 для индикации износа) выбраны и разнесены по меньшей мере частично на основании анализа исторического характера износа и/или другой информации для контейнера 102.
Следовательно, со ссылкой на фиг. 1-3 и в соответствии с вариантами реализации раскрытия изобретения способ обнаружения износа по меньшей мере на одной износостойкой конструкции 120 внутри контейнера 102 (например, мельницы) сборки 102 (например, сборки для перемалывания, сборки для дробления, т. д.) во время применения и работы сборки 102 может включать выполнение устройств 200 для индикации износа (и/или устройств 300, 400 для индикации износа, ранее описанных относительно фиг. 4 и 5). Износостойкая конструкция 120 может быть расположена и прикреплена к оболочке 104 контейнера 102 с применением устройств 200 для индикации износа, и контейнер 102 может быть использован (например, при осевом вращении) для обработки (например, дробления, измельчения, истирания, т. д.) одного или более материалов (например, рудных структур) в его внутренней камере 122. Обработка материалов может деградировать (например, изнашивать, истирать, т. д.) подверженные части устройств 200 для индикации износа и износостойкой конструкции 120 внутри внутренней камеры 122. После обнаружения по меньшей мере на одном из устройств 200 для индикации износа предварительно определенного количества износа датчик 214 устройства 200 для индикации износа отправляет выходные данные (например, свет, звук, беспроводную передачу, т. д.) на приемное устройство 114, которое может затем обмениваться данными с одним или более другими устройствами 116. Обмен данными можно проанализировать и дополнительные действия, например плановое техническое обслуживание и ремонт, можно осуществлять (например, контейнер 102 можно остановить и износостойкую конструкцию 120 и устройства 200 для индикации износа можно заменить) при необходимости. Кроме того, одно или более устройств 200 для индикации износа могут быть выполнены с возможностью и работать для обнаружения и передачи другой информации (например, скорости вращения контейнера, движения материала, состава материала, т. д.), связанной с обработкой материала. Дополнительную информацию можно также проанализировать и/или провести действия над ней, при необходимости.
Устройства, сборки и способы раскрытия изобретения обеспечивают улучшенную эффективность, сниженные затраты и повышенную безопасность по сравнению с устройствами, сборками и способами, традиционно связанными с обработкой (например, дроблением, измельчением, истиранием, т. д.) добытого материала (например, руды). Например, устройства 200, 300, 400 для индикации износа раскрытия изобретения способствуют простому и экономичному обнаружению износа на износостойких конструкциях 120, которыми облицована оболочка 104 контейнера 102, по существу устраняя нечеткости относительно длительного срока службы износостойких конструкций 120 во время обработки добытого материала, уменьшая проблемы относительно повреждения на контейнере 102 во время обработки добытого материала и значительно снижая затраты (например, затраты на простой, трудовые затраты, затраты на повреждение оборудования, т. д.), связанные с традиционными процессами выявления износа. Устройства 200, 300, 400 для индикации износа раскрытия изобретения также легко воспроизвести, управлять, перемещать и прикреплять к компонентам (например, оболочке 104 контейнера 102, износостойкой конструкции 120, т. д.) сборки 100. Кроме того, устройства 200, 300, 400 для индикации износа раскрытия изобретения могут быть выполнены с возможностью и работать для обеспечения другой полезной информации (например, скорости вращения контейнера 102, движения материалов внутри контейнера 102, т. д.), связанной с обработкой добытого материала. Более того, конфигурации и места расположения устройств 200, 300, 400 для индикации износа могут быть подогнаны под конкретные необходимости и/или исторические данные, связанные со сборкой 100.
Поскольку раскрытие пригодно для различных модификаций и альтернативных форм, конкретные варианты реализации изобретения были показаны посредством примера в графических материалах и были описаны подробно в данном документе. Однако раскрытие изобретения не предназначено быть ограниченным описанными конкретными формами. Наоборот, раскрытие должно охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативные варианты, попадающие в пределы объема раскрытия изобретения, как определено следующей приложенной формулой изобретения и ее законными эквивалентами.