ES2708853T3 - Dispositivo y método de eliminación de arañazos - Google Patents
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Abstract
Una herramienta de eliminación de arañazos, que comprende: (a) un motor (22); (b) una carcasa (20); (c) un eje giratorio (52) acoplado operativamente al motor y desplazable en una dirección axial a lo largo de la longitud del eje, en el que el eje es hueco y configurado para pasar un fluido a través del mismo; y (d) conjunto (26) de cabezal, que incluye: i. un elemento (46) de la cubierta que tiene un extremo abierto; ii. un elemento (48) de almohadilla ubicado dentro de la cubierta y montado en el eje, en el que la rotación del eje gira el elemento de la almohadilla y el movimiento axial del eje mueve el elemento de la almohadilla en relación con el extremo abierto de la cubierta; iii. una entrada (32) de lodo en comunicación fluida con el elemento de la almohadilla; iv. una salida (34) de lodo en comunicación fluida con el elemento de la almohadilla; y v. un elemento (50) de sello colocado en el extremo abierto de la cubierta; (e) en donde la entrada (32) de lodo está ubicada en el alojamiento en un extremo de la herramienta opuesto al extremo abierto de la cubierta, la salida (34) de lodo está ubicada en la cubierta, estando dicha herramienta caracterizada porque el elemento (42) de liberación de vacío está ubicado en la entrada de lodo.
Description
DESCRIPCION
Dispositivo y metodo de eliminacion de aranazos
Esta solicitud se presenta el 20 de junio de 2008, como una solicitud de patente internacional PCT a nombre de TCG International, Inc., una corporacion nacional canadiense, solicitante para la designacion de todos los pâ ses excepto los EE. UU., y Jonathan P. Thomas, Keith A. Beveridge y Chad J. Olson, todos ciudadanos de los EE. UU., solicitantes de la designacion de los EE. UU. solamente, y reivindican prioridad a la solicitud de patente provisional de EE. UU. numero de serie 60/937.248, presentada el 25 de junio de 2007.
Campo de la invencion
La presente descripcion se refiere a un aparato para eliminar aranazos de superficies lisas tales como el vidrio. Antecedentes
Las herramientas rotativas se utilizan para esmerilar y pulir el vidrio para eliminar aranazos y otros danos de la superficie del vidrio. Despues de procesar el vidrio, tal como las pantallas contra el viento, es conveniente dejar el vidrio de forma que una raya u otro dano sea menos visible y/o sea menos probable que afecte la vision a traves del vidrio. Las patentes de EE. UU. numeros 4.709.513 y 4.622.780 muestran diversas herramientas para su utilizacion en el pulido del vidrio.
Mas detalladamente, la patente de EE. UU. numero 4.709.513 describe un aparato para eliminar aranazos del vidrio que incluye una herramienta de rotacion giratoria que se apoya en una falda que se puede sellar contra una superficie a tratar para la eliminacion de aranazos. La falda es conica y tiene cierta flexibilidad para permitir que el borde de la falda en contacto con la superficie se deforme para seguir curvas o irregularidades (como en un parabrisas curvo de un automovil) y al mismo tiempo, la falda se mantiene en su lugar a traves de la utilizacion del vado. La herramienta giratoria se presiona contra la superficie para lapear y pulir la superficie. La herramienta se puede accionar manualmente hacia fuera y lejos de la superficie, y se introduce una suspension en el faldon para proporcionar un “alisado”, que es un paso inicial de eliminacion brusca del material adyacente al rayado y/o “pulido” que se mezcla en o empalma con la superficie adyacente al rayado y proporciona una superficie opticamente satisfactoria. La cantidad de presion sobre la herramienta se puede controlar facilmente al mismo tiempo que la herramienta se mueve a traves del aranazo, de modo que las herramientas se pueden bajar gradualmente contra la superficie que se va atrabajar para evitar rasgaduras o puntos brunidos o similares.
Se desean mejoras adicionales para las herramientas rotativas y los metodos utilizados para pulir el vidrio.
Compendio
La presente descripcion se refiere en general al sistema de eliminacion de aranazos y metodos relacionados. En un aspecto, la presente divulgacion se refiere a un sistema de eliminacion de aranazos que incluye un sistema de enfriamiento de lodos. Otro aspecto de la presente descripcion se refiere a una herramienta de eliminacion de aranazos que incluye un motor sin escobillas de corriente continua CC. Un aspecto adicional se refiere a un sistema de bombeo de lodos para utilizar con un sistema de eliminacion de aranazos. Otros aspectos estan dirigidos a los metodos de operacion de un sistema de eliminacion de aranazos y los metodos de pulido de una superficie utilizando un sistema de eliminacion de aranazos.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una vista lateral de un ejemplo de sistema de eliminacion de aranazos de acuerdo con la presente descripcion.
La Figura 2 es una vista lateral parcial en seccion transversal del sistema de eliminacion de aranazos que se muestra en la Figura 1.
La Figura 3 es una vista desde arriba de las partes del sistema de eliminacion de aranazos que se muestra en la Figura 1.
La Figura 4 es una vista dese arriba de la herramienta de eliminacion de aranazos que se muestra en la Figura 1. La Figura 5 es una vista desde debajo de la herramienta de eliminacion de aranazos que se muestra en la Figura 1. La Figura 6 es una vista lateral en seccion transversal de la herramienta de eliminacion de aranazos y el controlador que se muestra en la figura 1 tomada a lo largo de los indicadores 6-6 de la Figura 4.
La Figura 7 es una vista lateral en seccion transversal de una herramienta de eliminacion de aranazos alternativa configurada como una herramienta alisadora que tiene un eje orbital.
La Figura 8 es una vista en planta desde arriba de las partes de la herramienta de eliminacion de aranazos mostrada
en la Figura 7.
La Figura 9 es una vista en planta desde debajo de las partes de la herramienta de eliminacion de aranazos mostrada en la Figura 7.
La Figura 10 es una vista en perspectiva de otro ejemplo de sistema del enfriador de lodos de acuerdo con la presente descripcion.
La Figura 11 es una vista lateral en seccion transversal del sistema del enfriador de lodos mostrado en la Figura 10.
Descripcion detallada
La presente descripcion se refiere a un sistema que se puede utilizar para eliminar aranazos localizados en superficies lisas, incluidas las superficies contorneadas, como parabrisas. El sistema incluye una herramienta de eliminacion de aranazos, un sistema de bombeo de lodos y un controlador. El sistema puede incluir opcionalmente un sistema de enfriamiento de lodos. La herramienta de eliminacion de aranazos incluye un accionamiento, un eje giratorio de alta velocidad que puede accionar un tipo seleccionado de almohadilla de esmerilado o pulido. La almohadilla se aloja dentro de una cubierta generalmente conica. Se suministra un vado al interior de la cubierta para mantener la cubierta sobre la superficie de pulido bajo la fuerza del vado. La herramienta de eliminacion de aranazos tambien proporciona un flujo de lodo de pulido a traves de una superficie de pulido de la almohadilla. El sistema de bombeo de lodos proporciona el vado que mantiene la cubierta en su lugar. El sistema de bombeo de lodos tambien promueve el flujo del lodo de pulido a traves de la herramienta de eliminacion de aranazos. El controlador controla algunas operaciones del sistema, incluido el suministro de energfa y las rpm (revoluciones por minuto) del motor de la herramienta de eliminacion de aranazos. El sistema de enfriamiento de los lodos puede reducir la temperatura de los lodos suministrados a la herramienta de eliminacion de aranazos.
La presente descripcion se refiere a dos tipos diferentes de herramientas de eliminacion de aranazos rotativas: una pulidora y una de mas alisado. Ambos tipos de herramientas pueden utilizar una carcasa y un motor comunes, pero utilizan diferentes almohadillas y estructuras de montaje para proporcionar un movimiento giratorio unico de la almohadilla para cada tipo de herramienta. Se puede usar un mandril de cambio rapido para intercambiar las almohadillas o las estructuras de montaje de las almohadillas necesarias para cada tipo de herramienta. Alternativamente, un eje diferente y una estructura de montaje de almohadilla y almohadilla asociada.
La configuracion mas precisa para la herramienta de eliminacion de aranazos incluye una disposicion de almohadilla orbital que se mueve en una trayectoria orbital dentro de la cubierta en relacion con el eje central del eje de transmision. En una operacion de “acabado”, la suspension se alimenta tfpicamente a traves de una pared lateral de la cubierta y esta disponible para acoplarse con la superficie de pulido de la almohadilla. El tipo de almohadilla, el suministro de lodo y el movimiento orbital de la almohadilla utilizada en la configuracion de alisado promueven la eliminacion de grandes cantidades de material de la superficie que se esta trabajando en un penodo de tiempo relativamente corto.
La configuracion de pulido para la herramienta de eliminacion de aranazos proporciona la rotacion de la almohadilla dentro de la cubierta concentrica con la rotacion del eje. En una operacion de “pulido”, la suspension se proporciona tfpicamente desde un nucleo del eje hasta un punto central de la superficie de pulido de la almohadilla. La suspension se mueve de forma radial hacia fuera desde el punto central de la superficie de pulido de la almohadilla bajo fuerzas centnfugas creadas a medida que la almohadilla gira. La operacion de pulido es tfpicamente un paso final de un proceso de eliminacion de aranazos.
En ambas operaciones, la herramienta de eliminacion de aranazos puede moverse lateralmente a lo largo de la superficie que se esta puliendo a medida que la almohadilla gira sin romper el sello de vado entre la cubierta y la superficie que se esta puliendo. El acoplamiento de la almohadilla con la superficie que se pule se controla manualmente, de modo que la herramienta se puede bajar gradualmente en una direccion perpendicular a la superficie que se esta puliendo, ya que la herramienta se mueve lateralmente para asegurar una transicion suave desde una parte no trabajada de la superficie que se esta puliendo a una parte pulida de la superficie que se esta puliendo.
Detalles adicionales relacionados con el funcionamiento y la estructura de configuraciones de alisado y de pulido que incluyen diversas construcciones de almohadilla para el sistema de eliminacion de aranazos se describen en las patentes de EE. UU. numeros 4.622.780; 4.709.513; y 7.137.872, solicitud de patente publicada US 2007/0077864, y solicitud de patente publicada US 2008/305719, titulada DISPOSITIVO Y METODO DE ELIMINACION DE ARANAZOS.
Ejemplo de sistema de eliminacion de aranazos de las Figuras 1-6
Un ejemplo de sistema 10 de eliminacion de aranazos configurado para una operacion de pulido se describe ahora con referencia a las Figuras 1-6. El sistema 10 incluye una herramienta 12 de eliminacion de aranazos, un sistema 14 de bombeo de lodos, un sistema 16 de enfriamiento de lodos y un controlador 18. El sistema 10 esta configurado como un sistema portatil que, preferiblemente, puede ser manejado, transportado y operado facilmente por un solo
operador. La herramienta 12, el sistema 14 de bombeo de lodos y el sistema 16 de enfriamiento de lodos estan acoplados conjuntamente con una serie de conectores de conexion/desconexion rapidas que pueden hacer mas facil el montaje, desmontaje y transporte del sistema 10. El sistema 16 de enfriamiento de lodos es posible retirarlo operativamente del sistema 10 retirando ffsicamente el sistema 16 de enfriamiento de lodos de la lmea de retorno del sistema 14 de bombeo de lodos. Alternativamente, se puede utilizar una valvula by-pass en la entrada y la salida del sistema 16 de enfriamiento de lodos para proporcionar una derivacion del sistema 16 de enfriamiento de lodos, como se describira con mayor detalle a continuacion.
Herramienta de eliminacion de aranazo pulido
La herramienta 12 de eliminacion de aranazos esta configurada como una herramienta de pulido. La herramienta 12 de eliminacion de aranazos se muestra en las vistas laterales superior, inferior y en seccion transversal con referencia a las Figuras 1-6. La herramienta 12 de eliminacion de aranazos incluye una carcasa 20, un motor 22, una carcasa 24 de eje y un cabezal 26. Un par de cables 28, 30 de control proporcionan una fuente de energfa y proporcionan comunicacion electrica con el controlador 18. Un conector 32 de entrada de lodo esta posicionado en el alojamiento 20. Un conector 34 de salida de lodo esta posicionado en el cabezal 26. La herramienta 12 de eliminacion de aranazos incluye ademas una boquilla 36 de lubricante montada en el exterior del cabezal 26 y el conjunto 38 de actuador que tiene una palanca 39 de accionamiento y un soporte 41 de eje y un eje 52 de transmision que define un orificio 53 interno para lodos.
El alojamiento 20 incluye un interruptor 54 de encendido/apagado, un hueco 56 dentro del cual se ubica el interruptor 54 y una pluralidad de LEDs 58 (ver Figuras 3, 5 y 7). El interruptor 54 de encendido/apagado esta colocado en una superficie 21 superior de la carcasa (ver Figura 5). Alternativamente, el interruptor 54 de encendido/apagado se puede ubicar en otras superficies de la carcasa 20. El posicionamiento del interruptor 54 de encendido/apagado en el hueco 56 ayuda a proteger el interruptor 54 de la activacion accidental por parte del operador.
Los LEDs 58 son visibles desde la superficie 21 superior de la carcasa 20. En esta disposicion, se muestran nueve LEDs dispuestos linealmente y se apoyan en una placa 59 de circuito impreso (PCB) dentro de la carcasa 20. Los LEDs 58 son visibles a traves de una ventana 61 en la parte superior de la superficie 21 de la carcasa. Los LEDs 58 pueden reemplazarse con cualquier indicador visual que pueda usarse para comunicar informacion al operador sobre el funcionamiento de la herramienta 12. Algunos indicadores visuales del ejemplo incluyen diales, indicadores, pantallas digitales y otros indicadores visuales analogicos y digitales.
En una disposicion de ejemplo de los LEDs 58, cada LED puede representar una caractenstica operativa diferente del sistema 10. Poe ejemplo, la iluminacion de uno de los LEDs puede representar el estado de encendido/apagado de la herramienta 12, mientras que otro LED puede representar el estado de encendido/apagado del sistema de bombeo 14 de lodos. Otros LEDs pueden representar las rpm del motor 22, mientras que otros LEDS pueden representar el nivel de amperaje del motor 22. Otros LEDs pueden representar una condicion de vacfo dentro de la herramienta 12 o el sistema 14 de bombeo de lodos .
Los LEDs 58 pueden tener diferentes colores para comunicar informacion sobre el estado de estas u otras operaciones y caractensticas del sistema 10. Poe ejemplo, se puede dedicar una serie de LEDs para ilustrar el nivel de amperaje del motor 22, en el que al menos un lEd verde indica un funcionamiento seguro del motor, al menos un LED amarillo indica el funcionamiento del motor cerca de un nivel maximo de amperios, y al menos un LED rojo indica el funcionamiento del motor mas alla de un nivel maximo de amperios.
Se pueden usar uno o mas LEDs en combinacion con diferentes tipos de indicadores visuales en otras disposiciones del ejemplo. Por ejemplo, al menos un LED se puede usar para mostrar el estado de encendido/apagado de una o mas funciones del sistema 10, mientras que una pantalla digital puede mostrar el nivel de amperaje del motor 22. Los LEDs 58 se muestran montados en la PCB 59 adyacente a la superficie 21 superior de la carcasa 20. En otras disposiciones, los LEDs pueden colocarse en ubicaciones dentro del alojamiento 20 retirados de la superficie 21 superior y una estructura de conducto de luz utilizado para dirigir la luz generada por los LEDs a cualquier superficie exterior del alojamiento 20 donde el operador pueda visualizar la luz dirigida.
El motor 22 proporciona la rotacion del eje 52 de transmision a traves de un conjunto 23 de engranajes (ver Figura 6). Preferiblemente, el motor 22 proporciona la rotacion del eje 52 a una velocidad relativamente alta en el intervalo de alrededor de 4.000 a alrededor de 6.000 rpm para una operacion de pulido. Se pueden utilizar diferentes rpm para el eje 52 para una operacion de alisado versus una operacion de pulido. En un ejemplo de operacion de pulido, el motor 22 proporciona una rotacion del eje 52 de alrededor de 4.500 rpm cuando se aplica una carga a la almohadilla (es decir, la almohadilla de pulido esta puliendo la superficie que se esta trabajando).
El motor 22 puede ser un motor de corriente continua CC sin escobillas. Los motores CC sin escobillas pueden mantener un numero de revoluciones por minuto relativamente constante para el eje 52 en el rango de cargas que se aplican al motor (es decir, los amperios consumidos por el motor) hasta que se alcanza una carga umbral. Una vez que se alcanza el nivel umbral, las rpm normalmente disminuyen de forma significativa. En un ejemplo, el motor 22 es un motor sin escobillas, es un motor de CC sin escobillas de 745,7 - 93,21 vatios (1-1/8 HP) clasificado a 120 VAC a 1.000 vatios. El motor 22 puede tener una corriente limitada para un funcionamiento seguro del controlador
del motor a, por ejemplo, un maximo de 9 amperios. Cuando se opera por encima de 9 amperios, las rpm descenderan rapidamente indicando que se ha alcanzado la potencia maxima. El motor 22 puede mantener una rotacion de 4.500 rpm del eje 52 dentro del intervalo de operacion de aproximadamente 6 amperios a aproximadamente de 9 amperios. Por encima del nivel de alrededor de 9 amperios, las rpm del eje se reduciran generalmente de forma significativa.
Un motor sin escobillas puede ofrecer una mayor eficiencia y longevidad para el tamano del motor preferido para las herramientas de eliminacion de aranazos descritas en este documento (por ejemplo, una carcasa de 7,62 - 0,63 cm (3-1/4 pulgadas) de diametro por 12,70 cm (5 pulgadas) de larga). Por lo general, un motor sin escobillas de este tamano puede producir hasta aproximadamente un 60% mas de par a unas rpm dadas que la alternativa universal de motores bobinados. El motor sin escobillas puede tener una vida util de hasta aproximadamente 10.000 horas de funcionamiento en comparacion con unas 500 horas de vida util aproximadamente para el motor bobinado alternativa universal.
El controlador 18 ayuda a controlar el funcionamiento del motor 22. Por ejemplo, el controlador 18 puede monitorizar y controlar, por ejemplo, la potencia que se suministra, la carga aplicada al motor, las rpm del motor y otros aspectos del funcionamiento del motor y luego proporciona un control automatizado del motor 22. El controlador puede ayudar a mantener unas rpm predeterminadas del motor a traves de un intervalo de potencia (por ejemplo, amperaje) que esta siendo consumido por el motor (es decir, a traves de un intervalo de cargas aplicado al motor).
El controlador 18 puede incluir una pluralidad de ajustes establecidos manualmente por el operador. Por ejemplo, el controlador 18 se puede activar en un ajuste de bajas rpm en el que el motor 22 mantiene unas rpm predeterminadas por encima de un intervalo de amperaje. Del mismo modo, se puede establecer un ajuste de rpm altas en el controlador 18 para proporcionar un regimen de rpm mas alto para el motor 22 en un intervalo dado de amperios, o un ajuste variable para ajustar manualmente las rpm del motor a cualquier nivel deseado. Dichos ajustes altos y bajos pueden corresponder a operaciones de alisado versus de pulido para el sistema 10. Los indicadores visuales de la herramienta 12 (por ejemplo, los LEDs 58) pueden indicar visualmente un ajuste de rpm del controlador 18. Se pueden realizar otros ajustes posibles para el controlador 18 como, por ejemplo, el intervalo de amperaje para cada configuracion de rpm (es decir, las configuraciones de carga de umbral superior e inferior que se aplicaran para un funcionamiento seguro del motor 22 para una configuracion de rpm determinada).
El controlador 18 puede incluir una serie de componentes que no estan ilustrados. Por ejemplo, el controlador 18 puede incluir una placa PC de alimentacion y una placa controladora. La tarjeta de alimentacion convierte una entrada de 120 v Ca a un voltaje CC adecuado para el funcionamiento del motor. La placa controladora puede funcionar como una unidad central de procesamiento que controla las rpm del motor, el voltaje y el amperaje a los niveles programados. En una disposicion, el controlador 18 controla el motor 22 utilizando todos los elementos ubicados dentro del motor en los devanados de campo que detectan una posicion y las rpm del motor 22 y envfa las senales de vuelta al controlador 18, donde se realizan los ajustes para mantener unas rpm determinadas, para detener o arrancar el motor, o para cambiar o limitar las rpm del motor.
El alojamiento 24 del eje interconecta la carcasa 20 y el cabezal 26. En alguna disposicion, el alojamiento 24 del eje puede estar integrado con la carcasa 20. En otras disposiciones, el alojamiento 24 del eje puede ser una pieza separada de la carcasa 20. En otras disposiciones, el alojamiento 24 del eje puede estar integrado con el cabezal 26. Alternativamente, el cabezal 26, o al menos partes del cabezal 26 se pueden acoplar de manera extrafble al alojamiento 24 del eje. El conjunto de la carcasa 20, el alojamiento 24 del eje y el cabezal 26 proporciona un recinto dentro del cual se pueden colocar el eje 52, el conjunto de engranajes 23 y algunos de los componentes electronicos (por ejemplo, los LEDs 58). Varias partes de las cavidades internas definidas por la carcasa 20, el alojamiento 24 del eje y el cabezal 26 pueden sellarse entre sf para que puedan reducirse las posibilidades de contaminacion y peligro. El cabezal 26 incluye una cubierta 46, una almohadilla 48 y un sello 50 de borde (ver Figura 6). La cubierta 46 tiene una forma generalmente conica. En otras disposiciones, la cubierta 46 puede tener diferentes formas y tamanos. La forma conica de la cubierta 46 ayuda a dirigir la suspension hacia la superficie 2 que se esta tratando.
La almohadilla 48 incluye una abertura 54 central, una pluralidad de canales 56 de fluido y una pluralidad de rebajes 57 adicionales. La abertura 54 central esta acoplada en comunicacion fluida con el orificio 53 del eje 52. Los canales 56 de fluido y los rebajes 57 se definen en una superficie 49 de pulido de la almohadilla 48 que se encara hacia la superficie 2 que se esta tratando. En funcionamiento, se proporciona lodo a traves del nucleo 53 del eje 52 a traves del conector 32 de entrada de lodo, y a traves de la abertura 54 central de la almohadilla a la superficie 49 de pulido de la almohadilla. La fuerza centnfuga se proporciona mediante la rotacion de la almohadilla 48 para forzar la suspension a lo largo de los canales 56 de fluido en una direccion de forma radial hacia fuera. Se describen varias configuraciones de la almohadilla en al menos la patente de EE. UU. numero 7.137.872 y la solicitud de patente publicada US 2007/0077864.
El sello 50 de borde se proporciona alrededor de un borde periferico de la cubierta 46. El sello 50 de borde ayuda a contener la disolucion dentro de la cubierta 46 durante la operacion. El sello 50 de borde es mas efectivo para ayudar a retener la disolucion cuando existe una condicion de vacfo dentro de la cubierta 46, proporcionando de esta manera un sello hermetico entre la cubierta 46 y la superficie 2. Cuando se libera la condicion de presion de vacfo
dentro de la cubierta a traves de, por ejemplo, el elemento 42 de liberacion de vado, se vuelve mas diffcil retenar la disolucion dentro de la cubierta 46. El sello 50 de borde comprende un material que, cuando se lubrica con lubricante suministrado a traves de la boquilla 36 de lubricante, se desliza a traves de la superficie 2 en la direccion X mientras se mantiene la condicion de presion de vado dentro de la cubierta 46 durante el funcionamiento de la herramienta 12 de eliminacion de aranazos.
El conector 32 de entrada de la disolucion esta ubicado en la superficie 21 superior de la carcasa 20. El conector 32 puede incluir un conector 40 de desconexion rapida. Tambien se puede colocar un elemento 42 de liberacion de vado en el conector 32. El conector 32 de entrada de disolucion proporciona comunicacion de fluido a cualquier sistema 14 de bombeo de lodo y al orificio 53 interno del eje 52 de transmision (ver Figura 6).
La colocacion del elemento 42 de liberacion de vado en la parte superior de la herramienta 12 puede proporcionar un acceso mas facil al elemento 42 de liberacion por parte del operador. La configuracion y el posicionamiento del elemento 42 de liberacion tambien pueden ser mas confiables porque es menos probable que se abran o escapen. Cuando se acciona la valvula 42 de liberacion de vado, impide que mas lodo ingrese en la herramienta 12, ya que el vado ya no actua sobre el lodo retenido en la herramienta 12. La liberacion del vado permite que el conector 34 de salida de lodo actue la cubierta 46 para aspirar la suspension restante en la cubierta 46 de vuelta al sistema de bombeo de la suspension.
El conector 34 de salida de lodo esta ubicado en la cubierta 46 del cabezal 26. El conector 34 de salida esta acoplado a una lmea de retorno del sistema 14 de bombeo de lodo. El conector 34 de salida esta en comunicacion de flujo con un suministro de lodo colocado dentro del cabezal 26 que se ha utilizado durante el proceso de pulido o alisado. El conector 34 de salida tambien puede incluir un conector 44 de conexion/desconexion rapida para ayudar en la conexion liberable con la lmea de retorno del sistema 14 de bombeo de lodos.
La boquilla 36 de lubricante se acopla tfpicamente a un suministro de lubricante lfquido (no mostrado). El operador puede alimentar el suministro de lubricante a traves de la boquilla 36 de lubricante sobre la superficie 2 que esta siendo tratada por la herramienta 12 de eliminacion de aranazos. El lubricante suministrado por la boquilla 36 promueve un movimiento mas facil de la herramienta 12 a lo largo de la superficie 2 en la direccion X (ver Figura 1). Un ejemplo de lubricante se vende bajo el nombre de GLASS GLEAM™, un producto comercializado por Titan Laboratories de Denver, CO. Preferiblemente, el lubricante utilizado es compatible con el lodo para no afectar al rendimiento de la suspension que circula a traves del sistema 10.
El control de flujo del lubricante desde la boquilla de lubricante puede variar dependiendo de las necesidades del sistema. En un ejemplo, se proporciona un interruptor de encendido/apagado para el lubricante a distancia de la herramienta 12 de eliminacion de aranazos. Ademas, el lubricante se puede suministrar a la boquilla 36 de lubricante en todo momento. La herramienta 12 de eliminacion de aranazos se enciende a traves del interruptor 54 de encendido/apagado. La boquilla 36 de lubricante tiene una abertura de salida que se coloca preferiblemente directamente junto a la superficie 2. Sin embargo, en otras disposiciones la abertura de salida de la boquilla 36 de lubricante puede estar ubicada a mayor distancia de la superficie 2. Por ejemplo, la boquilla 36 de lubricante se puede montar en el alojamiento 24 del eje con el fin de separarla mas de la superficie 2.
El conjunto 38 de actuador puede incluir una palanca 39 (ver Figura 1) y un soporte 41 del eje (ver Figura 6). El accionamiento del conjunto 38 del actuador mueve el eje 52 en la direccion Y (ver Figura 6) para acoplar y desacoplar la almohadilla de pulido o alisado con la superficie 2. El conjunto 38 de accionamiento se puede adaptar para mantener una posicion dada con respecto a la superficie 2 hasta que se libere manualmente o se mueve de otra manera desde esa posicion.
El sistema de bombeo de lodos
Con referencia a las Figuras 1-3, el sistema 14 de bombeo incluye una bomba 70, un cuerpo 72 de alojamiento, una tapa 74 de alojamiento, lmeas 76, 78 de alimentacion y retorno, un mango 80, una fuente 82 de alimentacion, un regulador 84 de presion, un medidor 86 y un elemento 88 de mezcla.
Una lmea 76 de alimentacion tiene una entrada abierta y se coloca dentro del deposito 73 en comunicacion de flujo con el suministro de lodo 77 (ver Figura 2) que se mantiene en el deposito 73. La lmea 76 de alimentacion tambien esta en comunicacion fluida con la bomba 70, en donde la bomba 70 proporciona una fuerza que arrastra la suspension a traves de un extremo 75 abierto de la lmea 76 de alimentacion a la herramienta 12 de eliminacion de aranazos. Una lmea 78 de retorno se extiende desde la herramienta 12 de eliminacion de aranazos a un extremo 79 abierto de la lmea 78 de retorno que esta ubicada dentro del deposito 73. La lmea 78 de retorno tambien esta en comunicacion de flujo con un aspirador 88 que esta ubicado adyacente a una superficie inferior del deposito 73. El aspirador 88 ayuda a generar la condicion de presion de vado en el sistema 10. En un ejemplo, el aspirador genera una condicion de vado de aproximadamente 84,6597 kPa (635 mm (25 pulgadas) de mercurio), con la condicion de presion de vado disponible para la herramienta de eliminacion de aranazos de aproximadamente 50,7958 (381 mm (15 pulgadas) de mercurio) cuando se tienen en cuenta las perdidas de carga del sistema. El aspirador 88 tambien proporciona la mezcla de suministro de lodo agitando el lodo para mantener los solidos en el suministro 77 de lodo en suspension. La bomba 70 proporciona de esta manera una fuerza de vado para mover la suspension hacia y
desde la herramienta 12 de eliminacion de aranazos y tambien agita la suspension en el deposito 73.
Se puede montar una asa 80 en el cuerpo 70 de la carcasa para facilitar el transporte del sistema 14 de bombeo de lodo. Una fuente 82 de alimentacion esta acoplada a la bomba 70 para alimentar la bomba 70 independientemente del funcionamiento de la herramienta 12 de eliminacion de aranazos. Se puede utilizar un regulador 84 de vacm para ayudar a regular la presion de vacm aplicada por la bomba 70. El regulador 84 de vacm puede ser cualquier dispositivo analogico, digital, manual o electronico. El regulador 84 de vacm se acopla en comunicacion de flujo de aire con una purga 85 de vacm que esta abierta a la atmosfera fuera del deposito 73. El sistema 14 de bombeo de lodo puede incluir ademas un medidor 86. El medidor 86 puede proporcionar retroalimentacion al operador relacionada con, por ejemplo, la condicion de presion de vacm en una o ambas lmeas 76, 78 de alimentacion y retorno, indicacion de nivel del suministro de lodo en el deposito 73, o indicacion de la condicion de presion dentro del propio deposito 73. Se pueden utilizar multiples medidores 86 segun sea necesario para monitorizar y proporcionar retroalimentacion de varias caractensticas y funciones del sistema 14 de bombeo de lodos.
La bomba 70 puede ser una bomba refrigerada por aire. En un ejemplo, la bomba 70 proporciona una presion de vacm de aproximadamente 84,6597 kPa a 91,4325 kPa (635 a 685,8 mm (25 a aproximadamente 27 pulgadas) de mercurio) cuando las lmeas 76, 78 de alimentacion y retorno estan cerradas hermeticamente. En funcionamiento, el regulador 84 de presion se puede ajustar a la configuracion deseada de aproximadamente 33,8639 kPa (254 mm (10 pulgadas) de mercurio) para pulir y de aproximadamente 23,7047 kPa (177,8 mm (7 pulgadas) de mercurio) para el alisado. La ubicacion de la bomba 70 fuera del deposito 73, ffsicamente separada del suministro de la suspension 77, hace posible transferir cualquier calor generado por la bomba 70 al entorno que rodea el sistema 14 de bombeo de la suspension en lugar de al suministro de la suspension 77 en sf Esta separacion ffsica de la bomba 70 del suministro de suspension ayuda a mantener una temperatura de funcionamiento mas baja para el suministro de la suspension. La ubicacion de la bomba 70 fuera del deposito 73 tambien permite el uso de una bomba de mayor tamano, mayor potencia y, posiblemente una bomba mas eficiente que aquellas bombas que podnan utilizarse dentro del deposito 73. La importancia de mantener una cierta temperatura de funcionamiento del suministro de suspension se describe con mayor detalle a continuacion.
El sistema 14 de bombeo de lodo se puede configurar sin partes moviles dentro del deposito 73. El flujo del suministro 77 de lodo dentro y fuera del deposito 73 puede proporcionar la agitacion deseada del suministro 77 de lodo. Evitar partes moviles en el deposito 73 puede ayudar a evitar que se agregue mas calor al suministro 77 de lodo.
El sistema de enfriamiento del lodo
Se puede utilizar un sistema 16 de enfriamiento del lodo en el sistema 10 de eliminacion de aranazos para mantener el sistema de lodos provisto en la herramienta 12 de eliminacion de aranazos por debajo de una temperatura predeterminada. El sistema 16 de enfriamiento de la suspension se muestra acoplado operativamente en la lmea 78 de retorno del sistema 14 de bombeo de la suspension. El sistema 16 de enfriamiento de la suspension incluye un cuerpo 90 de alojamiento y una tapa 92 de alojamiento que juntos definen un deposito 91. Un serpentm 94 esta ubicado dentro del deposito 91. Un conector 96 de entrada y un conector 98 de salida (ver Figura 1) estan acoplados a los extremos opuestos de entrada y salida del serpentm 94. Con esta configuracion, la suspension caliente que sale de la herramienta 12 de eliminacion de aranazos a traves del conector 34 de salida de la suspension pasa a traves del serpentm, que se coloca dentro del deposito 91 y luego sale del sistema 16 de enfriamiento de la suspension a traves del conector 98 de salida.
Mientras que la suspension esta caliente dentro del serpentm 94, la suspension puede enfriarse si el serpentm 94 tiene una temperatura menor que la temperatura de la suspension. El serpentm 94 se puede enfriar eliminando el calor de los tubos del mismo mediante convencion o conduccion. En una disposicion de enfriamiento por conveccion (no se muestra), un flujo de aire enfriado (es decir, un aire que tiene una temperatura menor que la temperatura de la suspension calentada que pasa a traves del serpentm 94) se mueve a traves de las superficies exteriores del serpentm 94. En un sistema de enfriamiento por conduccion, las superficies exteriores de tubos del serpentm 94 se ponen en contacto con un lfquido o solido que tiene una temperatura menor que la temperatura de la suspension caliente.
La Figura 2 ilustra el deposito 91 lleno de un material 106 de enfriamiento tal como, por ejemplo, hielo, una mezcla de hielo y agua, u otras partmulas lfquidas y solidas que estan en un estado de baja temperatura. En el caso de utilizar hielo como material 106 de enfriamiento, el hielo tiende a enfriar el serpentm 94, enfriando de este modo la suspension caliente que pasa por dentro del serpentm 94. Por lo tanto, la suspension que sale del sistema 16 de enfriamiento a traves del conector 98 de salida tiene una temperatura mas baja que la suspension que entra al sistema 16 de enfriamiento a traves del conector 96 de entrada.
El sistema 16 de enfriamiento de la suspension es operable para reducir la temperatura de funcionamiento de la suspension sin el uso de ninguna parte mecanica ni electrica. El metodo de enfriamiento de la suspension que utiliza el sistema 16 de enfriamiento puede definirse como un sistema de enfriamiento pasivo en el sentido de que no se necesita una fuente de alimentacion o un requerimiento de potencia externos para proporcionar el intercambio de calor deseado. Despues de que el material 106 de enfriamiento se haya reducido a una forma lfquida, el material
106 se puede retirar del deposito 91 a traves de un drenaje 100. Alternativamente, la tapa 92 de alojamiento se puede retirar y el material 106 de refrigeracion se puede desechar del cuerpo 90 de alojamiento a traves del extremo superior abierto.
El sistema 16 de enfriamiento de la suspension puede incluir una estructura 102 de by-pass (ver Figura 1). El by pass 102 se puede activar manual o automaticamente para desviar el serpentm 94. En un ejemplo, el by-pass (o interruptor termico) 102 funciona como un interruptor termo-activado. Cuando la temperatura de entrada de la solucion a traves del conector 96 esta por encima de una temperatura predeterminada (por ejemplo, aproximadamente de 35°C a 37,78°C (95 a aproximadamente 100 grados F) el interruptor permanece abierto para que la suspension pueda pasar a traves del serpentm y salga por el conector 98 de salida. Cuando el interruptor 102 termico detecta una temperatura de la suspension que entra por el conector 96 por debajo de la temperatura predeterminada, el interruptor termico 102 se cierra, evitando de este modo el serpentm y canalizando la suspension directamente al conector 98 de salida.
El interruptor 102 termico puede incluir alternativamente un termostato (no mostrado) que puede ser monitorizado por el operador y el interruptor termico activado manualmente para proporcionar un by-pass del serpentm 94. Todavfa en otras configuraciones, el by-pass 102 puede incluir simplemente una valvula de by-pass que es activada manualmente por el operador en cualquier momento dado, segun lo determinen otros parametros (por ejemplo, una temperatura del suministro de lodo mantenido en el deposito 73 del sistema 14 de bombeo de lodo, o una lectura de temperatura del lodo en la entrada de lodo o salida de lodo 32, 34 respectivamente de la herramienta 12 de eliminacion de aranazos.
El cuerpo 90 de la carcasa y la tapa 92 de la carcasa del sistema 16 de enfriamiento de la solucion puede incluir material aislado que ayuda a mantener la temperatura del material 106 de enfriamiento. En un ejemplo, el cuerpo 90 de alojamiento y la tapa 92 de alojamiento estan definidas por una estructura de tipo termico o enfriador de agua de 3,78 litros a 18,92 litros con paredes laterales aisladas. Dicho producto preformado con una tapa removible podna modificarse facilmente para incluir una abertura a traves de la cual los extremos de entrada y salida del serpentm 94 puedan extenderse para ubicar el serpentm 94 dentro del deposito 91.
Mantener el suministro de solucion provisto para la herramienta 12 de eliminacion de aranazos dentro de un rango predeterminado de temperaturas (por ejemplo, de aproximadamente 26,67°C a aproximadamente 35°C (80 a aproximadamente 95 grados F) puede tener ventajas relacionadas con el rendimiento de la herramienta 12 de eliminacion de aranazos u otras deformaciones en la superficie 2 del pulido. Del mismo modo, un suministro de lodo que tenga una temperatura por debajo de un nivel predeterminado (por ejemplo, por debajo de 26,67°C (80 grados F) puede afectar el rendimiento de la herramienta 12 de eliminacion de aranazos.
Si bien la descripcion anterior dirigida al sistema 16 de enfriamiento del lodo enfatiza en mantener el suministro del lodo por debajo de una temperatura determinada, otras configuraciones pueden ser posibles para aumentar la temperatura de funcionamiento del suministro del lodo si el suministro del lodo tiene una temperatura por debajo de un nivel predeterminado. En un ejemplo de configuracion, el deposito 91 del sistema 16 de enfriamiento del lodo puede llenarse con un material calentado (por ejemplo, agua caliente o gel caliente) que es utilizado para incrementar la temperatura del suministro de lodo. En un escenario, cuando el sistema 10 de eliminacion de aranazos se esta utilizando en condiciones de ambiente fno (por ejemplo, menos de 10°C (50 grados F) o mas fno) el suministro de lodos retenido en el deposito 73 del sistema 14 de bombeo de lodos puede estar muy por debajo del nivel de temperatura de operacion preferido mas bajo para el suministro de lodo para la operacion inicial del sistema 10 (por ejemplo, durante los primeros 5 a 30 minutos de utilizacion del sistema 10). En tal escenario, puede ser util calentar inicialmente el suministro de lodo utilizando un material calentado en el deposito 91.
El by-pass 102 podna configurarse para cambiar del calentamiento del suministro de lodo utilizando el sistema 16 enfriador de lodo, a una configuracion en la que ele sistema 16 enfriador de lodo se desvfa. El interruptor termico descrito anteriormente se podna configurar para una temperatura minima predeterminada (por ejemplo, menos de 21,11°C o 26,67°C (70 u 80 grados F) del suministro de lodo suministrado en el conector 96, asf como una condicion de temperatura de umbral maxima (por ejemplo, de 35°C a 37,78°C (95 a 100 grados F)). Muchos otros rangos de temperaturas de operacion preferidas para el suministro de lodos, incluidas las temperaturas maximas y mmimas, son posibles dependiendo de otros aspectos del sistema 10. Un ejemplo de rango de temperatura de operacion es de aproximadamente 26,67°C a aproximadamente 35°C (80 a aproximadamente 95 grados F).
El serpentm 94 del sistema 16 enfriador de lodos puede tener muchas construcciones diferentes. En un ejemplo, el serpentm 94 incluye al menos una rotacion de 360° dentro del deposito 91. En otro ejemplo, el serpentm 94 incluye una parte en forma de serpentina (no mostrada) u otras partes en formas ademas de la forma del serpentm ilustrado. Las partes del serpentm 94 se pueden incrustar en las paredes del cuerpo 90 de alojamiento. El serpentm 94 se puede montar de manera permanente en el cuerpo 90 de alojamiento o se puede montar de manera desmontable con relacion al cuerpo 90 de alojamiento. El serpentm 94 se puede construir de una tubena alargada que tenga seccion transversal circular. Alternativamente, el serpentm 94 puede tener otras construcciones y formas de seccion transversal.
El serpentm define una trayectoria de fluido a lo largo de la cual viaja el suministro de lodo. La longitud de esta
trayectoria de fluido puede aumentar significativamente la trayectoria total de fluido definida entre el sistema 14 de bombeo y la herramienta 12 de eliminacion de aranazos, que de otro modo se define principalmente por las lmeas 76 y 78 de alimentacion y retorno. Este aumento en la longitud de la trayectoria de fluido generalmente tiende a aumentar la cantidad total de tiempo requerido para que la presion de vado proporcionada por el sistema 14 de bombeo de lodo se estabilice en el sistema 10 despues de la creacion de un sello de vado alrededor del sello 50 de borde de la cubierta 46. Un beneficio potencial de aumentar la longitud de la trayectoria del fluido es que se vuelva mas diffcil la condicion de presion de vado en el sistema 10 si el sello de vado alrededor del sello 50 de borde de la cubierta 46 se rompe momentaneamente de manera inadvertida.
Se muestra una construccion alternativa para un sistema 116 de enfriamiento de lodos con referencia a las Figuras 10-11. El sistema 116 de enfriamiento de lodos incluye un cuerpo 190 de alojamiento que define un deposito 191. El cuerpo 190 de alojamiento define un nucleo 194 hueco que tiene un extremo 195 superior abierto y un extremo 197 inferior cerrado. Un conector 196 de entrada esta situado en un extremo superior a lo largo de un lado del alojamiento 190 y un conector 198 de salida se coloca en un extremo inferior a lo largo de un lado opuesto del alojamiento 190. Se puede mantener un material de refrigeracion (no mostrado) dentro del nucleo 194 hueco para enfriar el cuerpo 190 de alojamiento. Un suministro de lodo que pasa a traves del deposito 191 se enfna por el alojamiento 190 a medida que el lodo se desplaza desde la entrada 196 a la salida 198. El sistema 116 de refrigeracion puede incluir una asa, una tapa, elementos deflectores dentro del deposito 191 (ninguno de los cuales se muestra) y otras caractensticas que promueven la transferencia de calor, la facilidad de utilizacion, la de transporte y otras caractensticas del sistema 116 de enfriamiento del lodo.
Los sistemas 16, 116 de enfriamiento de lodos no requieren una fuente de alimentacion externa o cualesquiera piezas que se muevan. Un sistema de enfriamiento de lodos que no requiere una fuente de alimentacion externa o cualquier pieza que se mueva puede tener ventajas relacionadas con la durabilidad, bajos costos de operacion, facil portabilidad y la operacion y utilizacion simplificadas. En una configuracion en la cual se utiliza un interruptor termico o una valvula con el sistema de enfriamiento de lodos, dicho interruptor puede configurarse para funcionar con energfa de la batena, eliminando asf la necesidad de mas cables de alimentacion de CA en el sistema 10. Alternativamente, la energfa de CA puede ser proporcionada desde la herramienta 12, 112 de eliminacion de aranazos, el sistema 14 de bombeo de lodos, el controlador 18 u otra fuente de energfa.
Sistema de eliminacion de aranazos mediante alisado de las Figuras 7-9
Las figura 7-9 ilustran un sistema 100 de eliminacion de aranazos en el que la herramienta 112 de eliminacion de aranazos esta configurada como una herramienta de eliminacion de aranazos mediante alisado. La herramienta 112 de eliminacion de aranazos incluye muchas de las mismas o similares caractensticas a las descritas anteriormente con referencia a las Figuras 1-6. La herramienta 112 de eliminacion de aranazos alisadora incluye un eje 64 orbital que tiene un soporte 68 orbital montado sobre el mismo. Una almohadilla 66 de alisado esta montada en el soporte 68 orbital. El eje 64 orbital gira alrededor de un eje axial A y la almohadilla 66 de alisado gira alrededor de un eje B de la almohadilla que esta desplazado a una distancia C del eje axial A. La distancia C puede variar a medida que la almohadilla 66 de alisado gira alrededor del eje axial A. El movimiento orbital resultante de la almohadilla 66 de alisado es diferente del movimiento de rotacion coaxial de la almohadilla 48 y el eje 52 de la herramienta 12 de eliminacion de aranazos mediante pulido descrita anteriormente. Los aspectos de una herramienta de eliminacion de aranazos alisadora que tiene un eje orbital y una almohadilla de alisado se describen con referencia a las patentes de EE. UU. numeros 4.709.513 y 4.622.780 anteriormente mencionadas.
La herramienta 112 de eliminacion de aranazos alisadora incluye ademas un conector 62 de entrada de lodo ubicado en la cubierta 46 y un conector 34 de salida de lodo ubicado tambien en la cubierta 46. Una operacion de alisado no requiere una alimentacion central del lodo a traves de la almohadilla 66 de alisado. Para el proceso de alisado, es suficiente proporcionar un suministro de lodos dentro de la cubierta 46 que enganche al menos una parte de la almohadilla 66 de alisado durante su recorrido orbital de movimiento. Si bien la utilizacion de un eje de transmision que tiene un orificio central hueco a traves del cual se alimenta un suministro de lodo (por ejemplo, el eje 52) no es necesario para la herramienta 112 de eliminacion de aranazos mediante alisado, dicho eje y tipo de suministro de lodo todavfa podnan utilizarse con la herramienta 112 de eliminacion de aranazos alisadora.
El uso de un eje de nucleo hueco comun para las herramientas de alisado y pulido mostrado en las Figuras 1-9 podna proporcionar el uso de la misma herramienta 12 para ambas operaciones de alisado y pulido cambiando simplemente el tipo de almohadilla de pulido y montaje de la almohadilla para una operacion dada.
La cubierta 46 utilizada para las herramientas 12, 112 de eliminacion de aranazos mostrada en las Figura 6 y 7 puede tener las mismas caractensticas de forma, tamano y sellado. Ademas, el eje de accionamiento utilizado para ambas herramientas 12, 112 de eliminacion de aranazos puede ser el mismo que el reemplazo de la almohadilla 48, 66 podna realizarse en combinacion con o sin cambiar el conector de entrada de lodos desde el extremo superior de la herramienta 12 (ver Figura 6) a la cubierta (ver Figura 7) para cambiar la herramienta de eliminacion de aranazos de una herramienta de pulido a una herramienta de alisado. Se podna utilizar una liberacion rapida u otro tipo de soporte o conector para intercambiar las almohadillas 48, 66 entre sf.
Una valvula de liberacion de vado (no mostrada en las Figuras 7-9) podna montarse en al cubierta 46 adyacente al
conector 96 de entrada utilizando, por ejemplo, una conexion en T. En un lado de la conexion en T se montana el conector 96 mientras que en el lado opuesto de la conexion en T se montana el elemento de liberacion de vado. La herramienta 112 de eliminacion de aranazos alisadora se muestra sin los LEDs 58 mostrados con referencia a la herramienta 12. Algunas operaciones de alisado no requieren un par de torsion significativo y, por lo tanto, requieren un amperaje relativamente bajo y estable. Por lo tanto, proporcionar una indicacion visual del nivel de amperaje del motor 22 al operador para garantizar que no se exceda el nivel maximo de amperaje de funcionamiento seguro, puede ser menos importante para una operacion de alisado que para una operacion de pulido. Sin embargo, la herramienta 112 de eliminacion de aranazos alisadora puede incluir indicadores visuales, como los LEDs, que proporcionan una indicacion visual de otras funciones de la herramienta 112 tales como las funciones e indicaciones descritas anteriormente con referencia a la herramienta 12 y los LEDs 58.
Conclusion y otras consideraciones
Las herramientas 12, 112 de eliminacion de aranazos descritas en el presente documento para utilizar en operaciones de pulido y acabado pueden usarse con almohadillas y lodos que incluyen o estan desprovistos de materiales abrasivos. En un ejemplo de disposicion de pulido, se utiliza una almohadilla con relleno abrasivo en combinacion con una suspension abrasiva, en donde la concentracion de abrasivo en la almohadilla y en la suspension se optimizan para pulir cualquier material que defina la superficie a pulir. Un ejemplo de material abrasivo es el oxido de cerio. Un ejemplo de suspension de pulido incluye una concentracion de oxido de cerio en agua de aproximadamente 37,5 gramos por litro. En un ejemplo de operacion de pulido, aproximadamente 82,4 -3,75 gramos de oxido de cerio por litro de agua en combinacion con una almohadilla abrasiva.
En otras disposiciones, se pueden usar diferentes combinaciones de materiales abrasivos. Por ejemplo, una almohadilla abrasiva (es decir, un abrasivo fijo) puede usarse con una suspension no abrasiva (por ejemplo, agua), o una almohadilla no abrasiva (lapeado) se puede usar con una suspension abrasiva (es decir, abrasivos sueltos). El termino “suspension” como se utiliza en el presente documento puede comprender solamente una base lfquida tal como agua, o una mezcla de la base lfquida y sustancias no solubles (por ejemplo, partmulas abrasivas sueltas). Si bien el termino “lodo” se usa para describir el sistema 14 de bombeo, el sistema 16 de enfriamiento y otros aspectos del sistema 10, el uso de este termino no debena excluir el uso de una base lfquida como el agua sin una sustancia no soluble en cualquier parte o funcion del sistema 10.
El oxido de cerio utilizado en la almohadilla y la suspension pueden tener diferente pureza y tamano de partmula, caractensticas ambas que pueden afectar el rendimiento del oxido de cerio al dejar el vidrio con un brillo aceptable. En un ejemplo, se utiliza un tamano de partmula de 17 micrones en la suspension para una operacion de pre-alisado que trata los aranazos profundos, y se utiliza un tamano de partmula de 5 micrones en la suspension para una operacion de alisado regular. El uso de al menos dos procesos de acabado diferentes, en donde cada proceso utiliza un abrasivo de tamano de partmula diferente puede disminuir el penodo total de tiempo requerido para una operacion de acabado. En un ejemplo, el uso de un proceso de acabado en dos pasos utilizando los tamanos de partmulas de 17 micrones y 5 micrones anteriormente indicados disminuyo el tiempo total de la operacion de acabado en un 40% en comparacion con un proceso de un solo paso en el que se utilizo un tamano de partmula de 9 micrones.
Un aspecto de la presente descripcion se refiere a un sistema de eliminacion de aranazos que incluye euna herramienta de eliminacion de aranazos, un sistema de bombeo de lodos, un controlador y un sistema d enfriamiento de lodos. La herramienta de eliminacion de aranazos incluye un motor, una carcasa, un eje giratorio y un conjunto de cabezal. El eje giratorio esta acoplado operativamente al motor y se puede mover en una direccion axial a lo largo de una longitud del eje. El conjunto de cabezal incluye un elemento de proteccion que tiene un extremo abierto, y un elemento de almohadilla de pulido ubicado dentro de la cubierta y montado en el eje. La rotacion del eje hace girar el elemento de la almohadilla y el movimiento axial del eje mueve el elemento de la almohadilla en relacion con el extremo abierto de la cubierta. El sistema de bombeo de lodo incluye una bomba, un deposito de lodo configurado para retener un suministro de lodo, una lmea de alimentacion de lodo y una lmea de retorno de lodo. La lmea de alimentacion de lodo esta en comunicacion fluida con una entrada de lodo de la herramienta de eliminacion de aranazos. La lmea de retorno de la suspension esta en comunicacion fluida con una salida de suspension de la herramienta de eliminacion de aranazos. El sistema de enfriamiento de la suspension esta acoplado en comunicacion fluida con al menos una de las lmeas de entrada de la suspension o la lmea de salida de la suspension para alterar la temperatura del suministro de la suspension. El controlador esta configurado para controlar al menos algunas operaciones de la herramienta de eliminacion de aranazos.
Otro aspecto de la presente descripcion se refiere a un sistema de enfriamiento de la suspension que incluye un elemento de alojamiento aislado y un elemento que lleva la suspension. El elemento de alojamiento aislado define una cavidad, en la que la cavidad esta adaptada para retener un volumen de material de refrigeracion. El elemento portador de la suspension incluye una seccion de serpentm, un extremo de entrada y un extremo de salida. La seccion del serpentm esta ubicada en la cavidad en contacto con el material de enfriamiento. Un extremo de entrada y un extremo de salida de la seccion del serpentm estan ubicados fuera de la cavidad y accesibles desde un elemento exterior del alojamiento. Un lumen interior definido por el elemento portador de la suspension esta configurado para retener un volumen de suspension.
Un aspecto adicional de la presente descripcion se refiere a una herramienta de eliminacion de aranazos que incluye un motor, una carcasa, un eje giratorio acoplado operativamente al motor y movible en una direccion axial a lo largo de una longitud del eje y un cabezal de montaje. El conjunto de cabezal incluye un elemento de proteccion que tiene un extremo abierto, un elemento de almohadilla, una entrada de suspension, una salida de suspension y un elemento de sellado. El elemento de la almohadilla se coloca dentro de la cubierta y se monta en el eje. La rotacion del eje gira el elemento de la almohadilla. El movimiento axial del eje mueve el elemento de la almohadilla en relacion con el extremo abierto de la cubierta. La entrada de suspension y la suspension estan en comunicacion fluida con el elemento de la almohadilla. El elemento de sello se coloca en el extremo abierto de la cubierta. El motor puede ser un motor sin escobillas de CC operable en el rango de 4000 a aproximadamente 5000 rpm, ambos inclusive, cuando se consume una potencia en el rango de 6 a 9 amperios, ambos inclusive.
Un aspecto adicional de la presente descripcion se refiere a un sistema de bombeo de lodos que incluye un elemento de alojamiento, una tapa de alojamiento, una bomba, una lmea de entrada de lodos, una lmea de salida de lodos y un conjunto de control. El elemento de alojamiento define una cavidad e incluye una abertura de acceso. La cavidad esta adaptada para retener un volumen de suspension. La tapa de la carcasa esta montada de manera desmontable en el elemento de la carcasa y esta configurada para sellar la abertura de acceso. La bomba esta montada en la tapa de la carcasa y colocada fuera de la cavidad. La lmea de entrada de suspension tiene un extremo abierto en comunicacion fluida con el volumen de suspension. La lmea de salida de suspension tiene un extremo abierto en comunicacion fluida con el volumen de suspension. El conjunto de control esta configurado para controlar el funcionamiento de la bomba, controlando de esta manera una condicion de presion en la lmea de salida de la suspension.
Otro aspecto de la presente descripcion se refiere a un metodo para pulir una superficie usando un sistema de eliminacion de aranazos. El sistema de eliminacion de aranazos incluye una herramienta de eliminacion de aranazos y un sistema de bombeo de lodos. La herramienta de eliminacion de aranazos incluye un alojamiento, una cubierta, un motor y un elemento de almohadilla. El metodo incluye los pasos de proporcionar una fuente de lodo a la herramienta de eliminacion de aranazos con el sistema de bombeo de lodos, formar un sello entre la cubierta y la superficie a pulir y pasar la suspension a traves de la herramienta de eliminacion de aranazos y enganchar con el elemento abrasivo. El metodo puede incluir ademas rotar el elemento abrasivo dentro de la cubierta utilizando el motor, acoplar el elemento abrasivo giratorio con la superficie a pulir para pulir la superficie y proporcionar un indicador visual de la cantidad de potencia que utiliza el motor. El sistema de eliminacion de aranazos puede incluir tambien un sistema de enfriamiento de la suspension, en el que el sistema de enfriamiento de la suspension incluye un alojamiento que define una cavidad, un material de enfriamiento ubicado en la cavidad y un elemento de transporte de la suspension que define un lumen de suspension. Una parte del elemento de transporte de la suspension se puede ubicar en la cavidad y en contacto con el material de enfriamiento. El metodo puede incluir ademas pasar la suspension a traves del lumen de la suspension para alterar la temperatura de la suspension proporcionada a la herramienta de eliminacion de aranazos.
Un aspecto adicional de la presente descripcion se refiere a un metodo para pulir una superficie utilizando un sistema de eliminacion de aranazos. El sistema de eliminacion de aranazos incluye una herramienta de eliminacion de aranazos y una fuente de suspension. La herramienta de eliminacion de aranazos incluye un alojamiento, una cubierta, un motor y una pluralidad de elementos de almohadilla. El metodo incluye el montaje de un primer elemento de la pluralidad de elementos de almohadilla de la herramienta de eliminacion de aranazos, pasando el lodo a traves de la herramienta de eliminacion de aranazos y acoplando con los primeros elementos girando el primer elemento de la almohadilla dentro de la cubierta utilizando el motor y acoplando el primer elemento giratorio de la almohadilla con la superficie a ser pulida para pulir la superficie. El metodo incluye ademas reemplazar el primer elemento de la almohadilla con un segundo de la pluralidad de elementos de la almohadilla, pasando el lodo a traves de la herramienta de eliminacion de aranazos y el acoplamiento con el segundo elemento abrasivo, girando el segundo elemento abrasivo dentro de la cubierta utilizando el motor y acoplando el segundo elemento abrasivo giratorio con la superficie a ser pulida para pulir aun mas la superficie.
La especificacion anterior, ejemplos y datos proporcionan una descripcion completa de la fabricacion y utilizacion de la composicion de la invencion. Dado que muchas de las realizaciones de la invencion se pueden hacer sin separarse del alcance de la invencion, la invencion reside en las reivindicaciones adjuntas a continuacion.
Claims (12)
1. Una herramienta de eliminacion de aranazos, que comprende:
(a) un motor (22);
(b) una carcasa (20);
(c) un eje giratorio (52) acoplado operativamente al motor y desplazable en una direccion axial a lo largo de la longitud del eje, en el que el eje es hueco y configurado para pasar un fluido a traves del mismo; y
(d) conjunto (26) de cabezal, que incluye:
i. un elemento (46) de la cubierta que tiene un extremo abierto;
ii. un elemento (48) de almohadilla ubicado dentro de la cubierta y montado en el eje, en el que la rotacion del eje gira el elemento de la almohadilla y el movimiento axial del eje mueve el elemento de la almohadilla en relacion con el extremo abierto de la cubierta;
iii. una entrada (32) de lodo en comunicacion fluida con el elemento de la almohadilla;
iv. una salida (34) de lodo en comunicacion fluida con el elemento de la almohadilla; y
v. un elemento (50) de sello colocado en el extremo abierto de la cubierta;
(e) en donde la entrada (32) de lodo esta ubicada en el alojamiento en un extremo de la herramienta opuesto al extremo abierto de la cubierta, la salida (34) de lodo esta ubicada en la cubierta, estando dicha herramienta caracterizada porque el elemento (42) de liberacion de vacm esta ubicado en la entrada de lodo.
2. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 1, en la que el motor es un motor de CC sin escobillas que funciona en el intervalo de aproximadamente 4000 a aproximadamente 5000 rpm, ambos inclusive, y demanda de energfa en el intervalo de aproximadamente 6 amperios a aproximadamente 9 amperios, ambos inclusive.
3. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 1, que comprende ademas un indicador (58) visual de al menos uno de los niveles de rpm del motor y un nivel de potencia del motor.
4. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 3, en la que el indicador visual incluye una pluralidad de luces discretas dispuestas en una fila, en donde la pluralidad de luces discretas incluye una pluralidad de diferentes colores.
5. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 1, en la que el alojamiento incluye un interruptor (54) de encendido/apagado, en el que el alojamiento define un hueco (56), en el que el interruptor de encendido/apagado se ubica en el hueco.
6. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 1, que comprende ademas un sistema (16) de enfriamiento de lodos que comprende:
(a) un elemento (90) de alojamiento aislado que define una cavidad, adaptada la cavidad para retener un volumen de material de refrigeracion; y
(b) un elemento portador de suspension que tiene una seccion (94) de serpentm, un extremo (96) de entrada, y un extremo (98) de salida, al menos una parte de la seccion de serpentm que esta ubicada en la cavidad en contacto con el material de refrigeracion, y los extremos de entrada y salida se colocan fuera de la cavidad y son accesibles desde el exterior del elemento de alojamiento, y un lumen interior definido por el elemento que transporta el lodo que esta configurado para retener un volumen de lodo.
7. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 6, en la que el exterior del elemento de alojamiento del sistema de enfriamiento de la suspension tiene una forma cilmdrica y al menos una parte de la cavidad tiene una forma cilmdrica.
8. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 6, que comprende ademas un interruptor (102) termico, el interruptor termico que esta configurado para monitorizar la temperatura de la suspension que entra por el extremo de entrada y crea un by-pass de la seccion del serpentm si la temperatura de la suspension esta fuera de un intervalo de temperaturas predeterminado.
9. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 8, en la que el intervalo de temperaturas predeterminado es de aproximadamente -7,78°C a aproximadamente 35°C, ambos inclusive.
10. La herramienta de eliminacion de aranazos de las reivindicaciones 1 o 6, que comprende ademas un sistema 14
de bombeo de lodos, que comprende:
(a) un elemento (72) de alojamiento que define una cavidad y una abertura de acceso, adaptandose la cavidad para retener un volumen de lodos;
(b) una tapa (74) de la carcasa montada de manera desmontable en el elemento de alojamiento y configurada para cerrar hermeticamente la abertura de acceso;
(c) una bomba (70) montada en la tapa de la carcasa y ubicada fuera de la cavidad;
(d) una lmea (76) de entrada de lodo que tiene un extremo abierto en comunicacion fluida con el volumen de lodo; (e) una lmea (78) de salida de lodo que tiene un extremo abierto en comunicacion fluida con el volumen de lodo; y (f) un conjunto de control configurado para controlar el funcionamiento de la bomba, controlando de esta manera una condicion de presion en la lmea de salida de lodo.
11. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 10, en la que el sistema de bombeo de lodos comprende ademas un regulador (84) de presion, el regulador de presion que proporciona informacion de la condicion de presion al conjunto de control.
12. La herramienta de eliminacion de aranazos de la reivindicacion 10, en la que el sistema de bombeo de lodos comprende ademas un aspirador (88), el aspirador que esta configurado para generar una condicion de presion de vado en la cavidad del elemento de alojamiento.
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