BR202023023348U2

BR202023023348U2 - INSTALLATION, ROBOT AND HEAD FOR SPRAYING A PRODUCT INSIDE A CONTAINER SUITABLE FOR CONTAINING MOLTEN METAL

Info

Publication number: BR202023023348U2
Application number: BR202023023348-7U
Authority: BR
Inventors: Rodriguez Corres Joseba; Manuel MARTIN ANTUNES; Mikel ALZUALDE ESPINAL
Original assignee: Magnesitas Navarras, S.A.
Priority date: 2023-02-08
Filing date: 2023-11-08
Publication date: 2024-11-05

Abstract

A invenção refere-se a um robô para pulverizar um produto dentro de um recipiente adequado para conter metal fundido. O robô possui um braço para ser introduzido no recipiente, que compreende: um primeiro segmento e um segundo segmento interconectados entre si, um conduto para canalizar um produto a ser pulverizado e uma lança para pulverizar um produto. O robô compreende adicionalmente: um anel elétrico deslizante disposto no braço, onde o referido anel elétrico deslizante compreende um componente rotativo integrante da rotação do segundo segmento, e um componente estacionário, o componente rotativo e o componente estacionário estando em contato elétrico um com o outro. outro, por meios de contatos elétricos que permitam a transmissão de sinal e/ou energia elétrica entre os mesmos.The invention relates to a robot for spraying a product into a container suitable for containing molten metal. The robot has an arm for being introduced into the container, which comprises: a first segment and a second segment interconnected with each other, a conduit for channeling a product to be sprayed and a lance for spraying a product. The robot further comprises: a sliding electric ring arranged on the arm, wherein said sliding electric ring comprises a rotating component integral to the rotation of the second segment, and a stationary component, the rotating component and the stationary component being in electrical contact with each other, by means of electrical contacts that allow the transmission of signal and/or electrical energy between them.

Description

SUBJECT OF THE INVENTION

[0001] De modo geral, a presente invenção refere-se ao campo técnico das cabeças de gunitagem, geralmente incorporadas em máquinas, robôs ou apoiadas em pontes rolantes, para projetar ou pulverizar um material, preferencialmente um material refratário para revestimento de recipientes, calhas, distribuidores de fundição ou qualquer outro contêiner ou recipiente adequado para conter metais fundidos, preferencialmente fornos elétricos nos quais o aço é fundido.[0001] In general, the present invention relates to the technical field of guniting heads, generally incorporated into machines, robots or supported on overhead cranes, for projecting or spraying a material, preferably a refractory material for lining containers, troughs, casting distributors or any other container or vessel suitable for containing molten metals, preferably electric furnaces in which steel is melted.

[0002] Um objetivo da invenção é fornecer um cabeçote como o descrito acima, que facilite as tarefas de monitoramento e/ou controle do processo de pulverização do produto dentro do recipiente, de modo que seja facilitado o monitoramento, controle e vigilância dos operadores durante a gunitagem e sejam reduzidos os perigos a que possam estar expostos.[0002] An objective of the invention is to provide a head as described above, which facilitates the tasks of monitoring and/or controlling the spraying process of the product inside the container, so that the monitoring, control and surveillance of the operators during gunitation is facilitated and the dangers to which they may be exposed are reduced.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[0003] No setor da metalurgia e outros setores industriais, são habitualmente usados contêineres ou recipientes de vários tamanhos e formas que são projetados para reter materiais a altas temperaturas, por exemplo, a temperaturas acima do ponto de fusão dos materiais que irão conter. Como é bem conhecido no estado da técnica, estes recipientes são normalmente feitos de metais e são revestidos com uma camada de material refratário (que pode ser instalado na forma de um tijolo que reveste a superfície interna do recipiente ou pode ser projetado diretamente na superfície interna do recipiente) para proteger a parte metálica do recipiente das altas temperaturas que terá que suportar.[0003] In the metallurgy sector and other industrial sectors, containers or vessels of various sizes and shapes are commonly used which are designed to retain materials at high temperatures, for example at temperatures above the melting point of the materials they will contain. As is well known in the prior art, these containers are usually made of metals and are lined with a layer of refractory material (which can be installed in the form of a brick lining the inner surface of the container or can be projected directly onto the inner surface of the container) to protect the metal part of the container from the high temperatures it will have to withstand.

[0004] Os materiais refratários apresentam alta estabilidade química e física em altas temperaturas. Dependendo do ambiente em que são usados, devem ser resistentes ao choque térmico, quimicamente inertes, trabalhar em faixas específicas de condutividade térmica e ter coeficientes de expansão térmica particulares.[0004] Refractory materials exhibit high chemical and physical stability at high temperatures. Depending on the environment in which they are used, they must be resistant to thermal shock, chemically inert, work in specific thermal conductivity ranges, and have particular thermal expansion coefficients.

[0005] Os óxidos de alumínio (alumina), silício (sílica) e magnésio (magnésia) são os materiais mais comuns utilizados na fabricação de materiais refratários. Outros óxidos comumente utilizados para a fabricação de materiais refratários são o óxido de cálcio (cal) ou o óxido de zircônio (zircônia), entre outros. Argilas e areias refratárias, assim como a andaluzita, também são amplamente utilizadas na fabricação de materiais refratários. Os materiais refratários devem ser escolhidos de acordo com as condições que enfrentarão nos recipientes que revestem.[0005] Aluminum oxides (alumina), silicon (silica), and magnesium (magnesia) are the most common materials used in the manufacture of refractory materials. Other oxides commonly used for the manufacture of refractory materials are calcium oxide (lime) or zirconium oxide (zirconia), among others. Refractory clays and sands, as well as andalusite, are also widely used in the manufacture of refractory materials. Refractory materials must be chosen according to the conditions they will face in the containers they line.

[0006] Est as massas de material refratário são geralmente produzidas misturando um material refratário seco, que está na forma granular ou em pó, com um aglutinante líquido. Por exemplo, para o revestimento de fornos elétricos nos quais o aço é fundido, é conhecido o uso de areia de magnesita que endurece quando misturada com água, aderindo assim a mistura às paredes de tijolos refratários dos fornos.[0006] These refractory material masses are generally produced by mixing a dry refractory material, which is in granular or powder form, with a liquid binder. For example, for the lining of electric furnaces in which steel is melted, it is known to use magnesite sand which hardens when mixed with water, thus adhering the mixture to the refractory brick walls of the furnaces.

[0007] O material refratário é comumente usado para revestimento de recipientes, calhas, distribuidores de fundição ou qualquer outro contêiner ou recipiente configurado para conter metais fundidos, principalmente no setor metalúrgico.[0007] Refractory material is commonly used for lining vessels, troughs, foundry tundishes or any other container or vessel configured to hold molten metals, particularly in the metallurgical sector.

[0008] O processo de gunitagem de contêineres ou recipientes como os descritos acima inclui a projeção sob pressão do material refratário nas paredes interiores dos mesmos.[0008] The process of guniting containers or receptacles as described above includes the projection under pressure of the refractory material onto the interior walls thereof.

[0009] Atualmente, as técnicas conhecidas para gunitagem de fornos, conchas ou recipientes cilíndricos são a técnica manual e algumas técnicas automatizadas que incluem máquinas, instalações ou robôs de gunitagem que incorporam uma cabeça projetada para ser introduzida no recipiente para pulverizar o material. Em ambos os casos, os elementos essenciais para a gunitagem são uma máquina de gunitagem (que é o conjunto formado por uma moega para o produto a ser gunitado e um tanque de pressão para realizar o transporte do material), e uma mangueira antiabrasiva com lança para pulverizar o produto já misturado com água.[0009] Currently, the known techniques for guniting furnaces, shells or cylindrical containers are the manual technique and some automated techniques that include machines, installations or guniting robots that incorporate a head designed to be introduced into the container to spray the material. In both cases, the essential elements for guniting are a guniting machine (which is the set formed by a hopper for the product to be gunited and a pressure tank to transport the material), and an anti-abrasive hose with a lance to spray the product already mixed with water.

[0010] Na técnica manual, um operador é responsável por fazer a gunitagem. Para isso, o operador se posiciona próximo ao forno para fazer a gunitagem desde a porta de escória ou desde uma plataforma de manutenção. O operador deve segurar a lança durante toda a operação de gunitagem com força e pressão constantes para garantir o correto revestimento das paredes do contêiner, por exemplo, o forno, a concha ou o recipiente cilíndrico.[0010] In the manual technique, an operator is responsible for carrying out the guniting. To do this, the operator positions himself close to the furnace to carry out the guniting from the slag door or from a maintenance platform. The operator must hold the lance throughout the guniting operation with constant force and pressure to ensure that the walls of the container, for example the furnace, the ladle or the cylindrical container, are correctly coated.

[0011] O operador realiza as operações de gunitagem movendo, girando e movimentando a lança e a mangueira antiabrasiva, de modo a cobrir completamente as paredes internas do recipiente com o produto correspondente. Durante a movimentação do operador podem ocorrer tropeços com a própria mangueira antiabrasiva, da mesma forma que exige um esforço elevado devido ao fluxo constante de pressão e ao peso transportado na mangueira antiabrasiva e na lança, com a qual o operador está trabalhando. Com esta técnica manual, o trabalho físico do operador é significativo, tendo que segurar lanças de tubos que chegam a seis metros.[0011] The operator performs the guniting operations by moving, rotating and moving the lance and the anti-abrasive hose, so as to completely cover the internal walls of the container with the corresponding product. During the operator's movement, tripping may occur with the anti-abrasive hose itself, in the same way that it requires a high effort due to the constant flow of pressure and the weight carried in the anti-abrasive hose and lance, with which the operator is working. With this manual technique, the physical work of the operator is significant, having to hold lances of pipes that reach six meters.

[0012] O uso de cabeças de gunitagem garante melhores resultados, pois a camada de material de gunitagem se espalha de maneira homogênea por toda a superfície. Atualmente, são conhecidos dois tipos de robôs de gunitagem.[0012] The use of guniting heads ensures better results, as the layer of guniting material spreads evenly over the entire surface. Currently, two types of guniting robots are known.

[0013] Um primeiro tipo de cabeça de gunitagem conhecido é o tipo que é movido e mantido em posição de trabalho por uma ponte rolante. Durante a operação de gunitagem, o robô fica suspenso no ar pela ponte rolante.[0013] A first type of known gunning head is the type that is moved and held in working position by an overhead crane. During the gunning operation, the robot is suspended in the air by the overhead crane.

[0014] Out ro tipo de cabeça de gunitagem conhecida destina-se a ser instalada fixamente junto ao forno, concha ou recipiente cilíndrico que será gunitado. Estes tipos de soluções compreendem um braço operável ao qual está fixada a cabeça, que por sua vez compreende uma lança através da qual o material é pulverizado. A cabeça é posicionada dentro do recipiente e gira para completar a gunitagem da superfície correspondente usando a lança.[0014] Another type of known guniting head is intended to be fixedly installed next to the furnace, ladle or cylindrical container to be gunited. These types of solutions comprise an operable arm to which the head is fixed, which in turn comprises a lance through which the material is sprayed. The head is positioned inside the container and rotates to complete the guniting of the corresponding surface using the lance.

[0015] Um exemplo deste tipo de solução é descrito na publicação do pedido de patente PCT WO2017085332A1, onde uma cabeça se move através de uma ponte rolante, e, uma vez posicionada, se move para baixo até apoiar-se na abertura superior do recipiente. Este tipo de instalações compreende uma cabeça que por sua vez compreende a lança, onde a dita cabeça pode mover-se na direção vertical e girar em torno do seu próprio eixo longitudinal, de modo que a lança possa projetar ou pulverizar material refratário em diferentes ângulos nas paredes do forno. Esta cabeça tem a desvantagem de ter que ser apoiada e acoplada ao próprio forno e ser movimentada com uma ponte rolante. Além disso, a sua movimentação em relação à abertura de acesso só é possível através de duas posições, uma posição de repouso e uma posição de trabalho, materializadas por meio de uma pluralidade de braços, alguns deles dobráveis, para que a ponte rolante possa ser liberada enquanto o braço de acionamento fica apoiado nos ditos braços, elevando-o para a posição de repouso quando a gunitagem não estiver sendo realizada por meio dos braços dobráveis ou rebatíveis fixados ao recipiente e, de forma equivalente, baixando-o durante o seu funcionamento normal.[0015] An example of this type of solution is described in the publication of PCT patent application WO2017085332A1, where a head moves by means of an overhead crane, and, once positioned, moves downwards until it rests on the upper opening of the container. This type of installation comprises a head which in turn comprises the lance, where said head can move in the vertical direction and rotate around its own longitudinal axis, so that the lance can project or spray refractory material at different angles onto the walls of the furnace. This head has the disadvantage of having to be supported and coupled to the furnace itself and be moved with an overhead crane. Furthermore, its movement in relation to the access opening is only possible through two positions, a rest position and a working position, materialized by means of a plurality of arms, some of them foldable, so that the overhead crane can be released while the drive arm is supported on said arms, raising it to the rest position when the guniting is not being carried out by means of the foldable or folding arms fixed to the container and, equivalently, lowering it during its normal operation.

[0016] Out ra desvantagem é que, na prática, a pulverização por meio destas cabeças conhecidas deve ser sempre supervisionada ou mesmo controlada pelo operador através de um sistema de controle, e para isso o operador deve à vista ter o interior do forno e a área na qual o material está sendo dispensado. Para isso, o operador, seja para supervisionar ou controlar o aparelho, se posiciona fora do forno, mas relativamente perto o suficiente para ver o seu interior, o que acarreta sérios perigos devido à má qualidade de visão da área a ser gunitada. De referir que as zonas cegas, a elevada temperatura e a existência de partículas metálicas em suspensão tornam esta tarefa extremamente difícil. Como consequência, as soluções conhecidas no estado da técnica carecem de precisão e controle em termos de posicionamento e orientação do material a ser dispensado. No caso de um modo de operação totalmente manual, o operador deve se expor à fonte de calor para poder ver onde projetar dentro do forno.[0016] Another disadvantage is that, in practice, spraying by means of these known heads must always be supervised or even controlled by the operator through a control system, and for this the operator must have a view of the inside of the furnace and the area into which the material is being dispensed. To this end, the operator, whether to supervise or control the device, positions himself outside the furnace, but relatively close enough to see its inside, which entails serious dangers due to the poor quality of vision of the area to be sprayed. It should be noted that blind areas, high temperatures and the existence of suspended metal particles make this task extremely difficult. As a consequence, the solutions known in the state of the art lack precision and control in terms of positioning and orientation of the material to be dispensed. In the case of a fully manual mode of operation, the operator must expose himself to the heat source in order to be able to see where to project inside the furnace.

[0017] Outra desvantagem associada ao fato do operador ter que trabalhar próximo ao forno é que ele fica muito exposto a possíveis vapores ou partículas que são liberadas durante a gunitagem. Isto pode afetar a saúde do operador.[0017] Another disadvantage associated with the fact that the operator has to work close to the furnace is that he is very exposed to possible vapors or particles that are released during guniting. This can affect the operator's health.

[0018] Adi cionalmente, algumas cabeças conhecidas no estado da técnica possuem complexos mecanismos de biela para transportar água e material seco para a zona de ejeção e ao mesmo tempo devem ser capazes de permitir um movimento de inclinação na lança (para cima e para baixo) e uma rotação sem fim de um segmento giratório em relação ao outro que não gira. Os mecanismos de biela conhecidos, devido à sua tipologia, não permitem a incorporação de dispositivos eletrônicos ligados por cabo à porção rotativa sem afetar a rotação infinita do segmento giratório, característica essencial para a correta pulverização do material no interior do recipiente. Além disso, as ditas cabeças estão sujeitas a condições adversas, tanto em termos de temperatura como de partículas metálicas em suspensão, o que dificulta a incorporação de dispositivos eletrônicos de monitoramento, particularmente se estes forem incorporados no segmento rotativo sem fim.[0018] Additionally, some heads known in the state of the art have complex connecting rod mechanisms to transport water and dry material to the ejection zone and at the same time must be capable of allowing a tilting movement in the lance (up and down) and an endless rotation of a rotating segment in relation to the other that does not rotate. The known connecting rod mechanisms, due to their typology, do not allow the incorporation of electronic devices connected by cable to the rotating portion without affecting the infinite rotation of the rotating segment, an essential characteristic for the correct spraying of the material inside the container. Furthermore, said heads are subject to adverse conditions, both in terms of temperature and suspended metal particles, which makes it difficult to incorporate electronic monitoring devices, particularly if these are incorporated into the endless rotating segment.

[0019] Presumivelmente, por esta razão, as cabeças conhecidas no estado da técnica apresentam desvantagens e problemas particulares para incorporar elementos de monitoramento, reduzindo assim o monitoramento e/ou controle da pulverização, particularmente no segmento rotativo destinado a penetrar no recipiente, e inclusive carecem de qualquer tipo de elemento de monitoramento no dito segmento rotativo. Na falta de elementos ou sistemas de controle e monitoramento, eles não apenas falham na devida precisão e controle durante a pulverização, mas também são incapazes de detectar perigos potenciais, tanto no ambiente quanto na própria máquina.[0019] Presumably for this reason, the heads known in the prior art present particular disadvantages and problems in incorporating monitoring elements, thus reducing the monitoring and/or control of the spraying, particularly in the rotating segment intended to penetrate the container, and even lack any type of monitoring element in said rotating segment. In the absence of control and monitoring elements or systems, they not only fail to provide the necessary precision and control during spraying, but are also incapable of detecting potential hazards, both in the environment and in the machine itself.

[0020] Da mesma forma, além de apresentarem sérias desvantagens em termos de controle e supervisão em tempo real, também não são capazes de gerar e armazenar dados e parâmetros de interesse que possam ser processados e utilizados para gerar conhecimento para futuras atualizações e melhorias do robô. ou outras máquinas ou componentes do setor.[0020] Likewise, in addition to presenting serious disadvantages in terms of real-time control and supervision, they are also not capable of generating and storing data and parameters of interest that can be processed and used to generate knowledge for future updates and improvements of the robot or other machines or components in the sector.

DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0021] Um objeto da invenção é uma cabeça para pulverização de um produto dentro de um recipiente, especialmente para revestir um recipiente que pode ser uma calha, distribuidores de fundição ou qualquer outro contêiner ou recipiente, por exemplo, um forno elétrico no qual se funde aço.[0021] An object of the invention is a head for spraying a product into a container, in particular for coating a container which may be a trough, casting distributors or any other container or vessel, for example an electric furnace in which steel is melted.

[0022] Um primeiro aspecto da invenção refere-se a uma cabeça para pulverização de um produto para revestimento de qualquer contêiner ou recipiente, como fornos, conchas ou recipientes cilíndricos adequados para reter materiais em temperaturas muito elevadas, por exemplo, em temperaturas acima do ponto de ebulição dos materiais que irão conter e que sejam preferencialmente usados no setor metalúrgico. Tais recipientes, por exemplo, podem referir-se indistintamente a panelas de ferro e aço, fornos básicos de oxigênio (BOF), recipientes de descarbonetação argônio- oxigênio (AOD), fornos de arco eléctrico (EAF), recipientes de fundição de alumínio e cobre, fornos de fundição, distribuidores de fundição (“tundish” em inglês), carros torpedo (conchas em forma de trilho usadas para transferir ferro fundido do alto-forno para a instalação de fabricação de aço) e fornos de sopro de fundo (Q-BOP).[0022] A first aspect of the invention relates to a head for spraying a product for coating any container or vessel, such as furnaces, ladles or cylindrical vessels suitable for holding materials at very high temperatures, for example at temperatures above the boiling point of the materials they will contain and which are preferably used in the metallurgical sector. Such vessels, for example, may refer indistinctly to iron and steel ladles, basic oxygen furnaces (BOF), argon-oxygen decarburization vessels (AOD), electric arc furnaces (EAF), aluminum and copper melting vessels, smelting furnaces, tundishes, torpedo cars (rail-shaped ladles used to transfer molten iron from the blast furnace to the steelmaking plant) and bottom blow furnaces (Q-BOP).

[0023] Em algumas modalidades, o produto a ser pulverizado é um material refratário, sendo o material refratário entendido no contexto da presente invenção, aqueles materiais que são resistentes a altas temperaturas e que são predominantemente usados como revestimentos de recipientes para processar materiais em temperaturas elevadas e também em outras aplicações onde as propriedades termomecânicas são críticas.[0023] In some embodiments, the product to be sprayed is a refractory material, with refractory material being understood in the context of the present invention as those materials that are resistant to high temperatures and that are predominantly used as container linings for processing materials at elevated temperatures and also in other applications where thermomechanical properties are critical.

[0024] De preferência, o material refratário a ser distribuído pela cabeça é uma areia de magnesita misturada com água, cuja mistura adere às paredes do recipiente para o seu revestimento.[0024] Preferably, the refractory material to be distributed by the head is a magnesite sand mixed with water, which mixture adheres to the walls of the container for its lining.

[0025] A cabeça destina-se a ser introduzida no recipiente e compreende um primeiro segmento e um segundo segmento, sendo o segundo segmento giratório em relação ao primeiro segmento. De preferência, o segundo segmento é indefinidamente giratório em relação ao primeiro segmento, indefinidamente giratório sendo entendido como capaz de girar pelo menos 360° (abrangendo toda a seção radial do recipiente). Opcionalmente, o segundo segmento pode ter rotação completamente livre sem qualquer tipo de restrição angular ou parada no seu percurso angular.[0025] The head is intended to be introduced into the container and comprises a first segment and a second segment, the second segment being rotatable with respect to the first segment. Preferably, the second segment is indefinitely rotatable with respect to the first segment, indefinitely rotatable being understood as capable of rotating at least 360° (covering the entire radial section of the container). Optionally, the second segment may have completely free rotation without any type of angular restriction or stop in its angular path.

[0026] O segundo segmento pode ser interconectado ao primeiro segmento por meio de uma junta giratória disposta entre o primeiro segmento e o segundo segmento. A junta giratória pode ser de qualquer tipo conhecido.[0026] The second segment may be interconnected to the first segment by means of a swivel joint disposed between the first segment and the second segment. The swivel joint may be of any known type.

[0027] Em uma modalidade preferencial, a cabeça compreende um anel deslizante hidráulico fixado ou fazendo parte da junta giratória, onde o dito anel deslizante hidráulico permite a transferência de fluido de uma fonte estacionária, neste caso o primeiro segmento da cabeça, para o componente giratório, que corresponde ao segundo segmento da dita cabeça, de tal forma que o anel deslizante hidráulico conecta o fornecimento de fluido à parte giratória, o que permite o fluxo contínuo e ininterrupto do dito fluido. O fluido a ser fornecido é geralmente água antes de misturá- lo com o produto ou material refratário sólido.[0027] In a preferred embodiment, the head comprises a hydraulic slip ring fixed to or forming part of the swivel joint, where said hydraulic slip ring allows the transfer of fluid from a stationary source, in this case the first segment of the head, to the rotating component, which corresponds to the second segment of said head, in such a way that the hydraulic slip ring connects the fluid supply to the rotating part, which allows the continuous and uninterrupted flow of said fluid. The fluid to be supplied is generally water before mixing it with the product or solid refractory material.

[0028] A cabeça compreende, no seu interior, pelo menos um conduto para canalizar o material sólido, por exemplo, areia de magnesita, para uma lança em comunicação com o conduto. A lança é configurada para pulverizar, projetar, distribuir ou aspergir material refratário (de preferência areia de magnesita misturada com água) procedente do conduto sobre as paredes internas do conduto.[0028] The head comprises, within it, at least one conduit for channeling solid material, for example magnesite sand, to a lance in communication with the conduit. The lance is configured to spray, project, distribute or spray refractory material (preferably magnesite sand mixed with water) coming from the conduit onto the internal walls of the conduit.

[0029] Da mesma forma, a lança é montada, pelo menos em parte, no segundo segmento que é giratório, sendo parte integrante da sua rotação, e estando disposta transversalmente ao dito segundo segmento, de tal forma que, uma vez dentro do recipiente, a lança pode girar 360° (infinito) dentro do recipiente.[0029] Likewise, the lance is mounted, at least in part, on the second segment which is rotatable, being an integral part of its rotation, and being arranged transversely to said second segment, in such a way that, once inside the container, the lance can rotate 360° (infinite) inside the container.

[0030] De preferência, a lança está disposta dentro de um compartimento de lança que está fixado ou faz parte do segundo segmento.[0030] Preferably, the boom is disposed within a boom compartment that is attached to or forms part of the second segment.

[0031] No compartimento da lança, por meio de um misturador nele disposto, a água canalizada do anel deslizante hidráulico pode ser misturada com o produto que passa por outros condutos internos, formando a mistura logo antes de ser pulverizada no misturador. Opcionalmente, a cabeça pode dispensar um misturador, pois alguns produtos de pulverização deste tipo de recipiente não precisam ser misturados com água.[0031] In the lance compartment, by means of a mixer arranged therein, the water channeled from the hydraulic sliding ring can be mixed with the product passing through other internal conduits, forming the mixture just before being sprayed into the mixer. Optionally, the head can dispense with a mixer, since some spray products from this type of container do not need to be mixed with water.

[0032] Numa modalidade, o compartimento da lança é giratório em relação ao segundo segmento e é capaz de girar, juntamente com a lança, através de um eixo que é transversal ao dito segundo segmento, de modo que o compartimento da lança seja parte integrante da rotação do segundo segmento e está interligado de forma rotativa com ele.[0032] In one embodiment, the boom housing is rotatable relative to the second segment and is capable of rotating, together with the boom, through an axis that is transverse to said second segment, such that the boom housing is an integral part of the rotation of the second segment and is rotatably interconnected therewith.

[0033] A lança pode ser acoplada a um eixo de acionamento que se projeta transversalmente do segundo segmento à cabeça, de tal forma que tanto a lança quanto o eixo de acionamento sejam parte integrante do eixo vertical de rotação (ou do eixo longitudinal do segundo segmento), e o dito eixo de acionamento, por sua vez, inclina-se em relação à horizontal (transversalmente ao segundo segmento) de tal maneira que a lança pode inclinar-se em relação à horizontal pelo menos numa forquilha entre 0 e 110°.[0033] The boom may be coupled to a drive shaft that projects transversely from the second segment to the head, such that both the boom and the drive shaft are an integral part of the vertical axis of rotation (or of the longitudinal axis of the second segment), and said drive shaft, in turn, inclines with respect to the horizontal (transversely to the second segment) in such a way that the boom can incline with respect to the horizontal at least in a fork between 0 and 110°.

[0034] Em uma modalidade da presente invenção, a cabeça compreende um compartimento de monitoramento fixado ou fazendo parte do segundo segmento da dita cabeça, onde o dito compartimento de monitoramento compreende um dispositivo eletrônico. Opcionalmente, o dispositivo eletrônico pode estar disposto dentro do segundo segmento. Preferencialmente, o dispositivo eletrônico compreende uma câmera configurada para capturar imagens da lança e/ou pelo menos uma área do interior do recipiente. A área interna do recipiente pode ser denominada área externa do segundo segmento, pois, em funcionamento, esta é a área de captura de imagem da câmera.[0034] In one embodiment of the present invention, the head comprises a monitoring compartment attached to or forming part of the second segment of said head, wherein said monitoring compartment comprises an electronic device. Optionally, the electronic device may be disposed within the second segment. Preferably, the electronic device comprises a camera configured to capture images of the lance and/or at least an area of the interior of the container. The interior area of the container may be referred to as the exterior area of the second segment, since in operation this is the image capture area of the camera.

[0035] Verificou-se que a implementação de dispositivos sem fio no segundo segmento, apresenta grandes inconvenientes, tanto devido à sua natureza rotativa sem fim, quanto ao ambiente hostil ao qual é submetido este segundo segmento e que é giratório sem fim e que deve penetrar no interior dos fornos ou recipientes em temperaturas muito elevadas com grande quantidade de partículas metálicas em suspensão durante a projeção de material refratário.[0035] It was found that the implementation of wireless devices in the second segment presents major drawbacks, both due to its endlessly rotating nature and the hostile environment to which this second segment is subjected, which is endlessly rotating and must penetrate the interior of furnaces or containers at very high temperatures with a large quantity of metallic particles in suspension during the projection of refractory material.

[0036] Portanto, de acordo com uma modalidade da presente invenção, a cabeça compreende adicionalmente: - um anel elétrico deslizante que atua como interface elétrica para comunicar a câmera (disposta no segundo segmento que gira continuamente) com um sistema de controle.[0036] Therefore, according to an embodiment of the present invention, the head additionally comprises: - a sliding electrical ring that acts as an electrical interface to communicate the camera (arranged in the second continuously rotating segment) with a control system.

[0037] O sistema de controle pode ser um painel de controle e/ou um módulo de controle, bem como diversos elementos adequados para receber e transmitir as imagens da câmera para um dispositivo, tela ou monitor.[0037] The control system may be a control panel and/or a control module, as well as various elements suitable for receiving and transmitting images from the camera to a device, screen or monitor.

[0038] De sta forma, o dito coletor ou anel elétrico deslizante atua como uma interface elétrica rotativa permitindo a transferência de energia e/ou transmissão de sinal de dados entre um componente fixo e um componente giratório do dito anel deslizante elétrico.[0038] In this way, said collector or electrical slip ring acts as a rotating electrical interface allowing power transfer and/or data signal transmission between a fixed component and a rotating component of said electrical slip ring.

[0039] Preferencialmente, são utilizados contatos elétricos que conectam um componente integral à rotação do segundo segmento com um componente (que não gira), permitindo o fluxo de sinais elétricos e evitando ou minimizando a torção ou flexão dos cabos. O anel elétrico minimiza a torção dos cabos ao manter uma conexão constante e ininterrupta entre as partes fixas (primeiro segmento) e a parte giratória (segundo segmento) da cabeça para transferência de dados e/ou cabos de alimentação até o segundo segmento, que é giratório sem fim.[0039] Preferably, electrical contacts are used that connect a component integral to the rotation of the second segment with a component (which does not rotate), allowing the flow of electrical signals and avoiding or minimizing twisting or bending of the cables. The electrical ring minimizes twisting of the cables by maintaining a constant and uninterrupted connection between the fixed parts (first segment) and the rotating part (second segment) of the head for data transfer and/or power cables to the second segment, which is endlessly rotating.

[0040] O coletor elétrico ou anel elétrico deslizante pode ser um anel coletor tipo escova, que compreende um anel giratório que está conectado a um componente giratório integrante do segundo segmento, e uma escova estacionária conectada a um componente estacionário, ou seja, não tem rotação. Opcionalmente, a escova pode deslizar com o componente giratório e mover-se livremente ao longo de uma porção anular. O anel giratório pode ser fornecido com anéis ou faixas metálicas e as escovas contactam os ditos anéis ou faixas metálicas.[0040] The electrical collector or electrical slip ring may be a brush-type collector ring, comprising a rotating ring that is connected to a rotating component integral with the second segment, and a stationary brush connected to a stationary component, i.e., it does not rotate. Optionally, the brush may slide with the rotating component and move freely along an annular portion. The rotating ring may be provided with metal rings or bands and the brushes contact said metal rings or bands.

[0041] Opcionalmente, o coletor ou anel coletor elétrico pode ser um anel coletor sem escovas onde o componente giratório contém um sensor óptico ou magnético que envia sinais para um sensor no componente estacionário.[0041] Optionally, the electrical collector or slip ring may be a brushless slip ring where the rotating component contains an optical or magnetic sensor that sends signals to a sensor on the stationary component.

[0042] Portanto, os conectores elétricos descritos acima podem ser escovas, sensores ópticos ou sensores magnéticos.[0042] Therefore, the electrical connectors described above can be brushes, optical sensors or magnetic sensors.

[0043] Além disso, o coletor elétrico pode compreender componentes adicionais para melhorar as suas capacidades de transferência de alta frequência, onde os componentes adicionais podem incluir condensadores, indutores e outros componentes passivos.[0043] Furthermore, the electrical collector may comprise additional components to enhance its high frequency transfer capabilities, where the additional components may include capacitors, inductors, and other passive components.

[0044] Em algumas modalidades, um ou mais fios conectados ao anel coletor elétrico são feitos de politetrafluoroetileno ou PTFE (em inglês: “Polytetrafluoroethylene”), pois este material pode suportar as condições adversas dentro do receptáculo. Opcionalmente, os cabos são feitos de fibra óptica, pois minimizam as interferências eletromagnéticas, inclusive de partículas metálicas, e também são resistentes a altas temperaturas.[0044] In some embodiments, one or more wires connected to the electrical slip ring are made of polytetrafluoroethylene or PTFE, as this material can withstand the harsh conditions within the receptacle. Optionally, the cables are made of fiber optics, as they minimize electromagnetic interference, including from metal particles, and are also resistant to high temperatures.

[0045] Desta forma, a câmera e, de preferência também outros dispositivos eletrônicos, que devem vantajosamente estar localizados no segundo segmento que é giratório, podem ser adequadamente conectados por um ou mais cabos de sinal e/ou energia ao anel elétrico deslizante, e um cabo de saída conectado a ele (por exemplo, ao componente estacionário) comunica o sinal e/ou energia a um sistema de controle. Desta forma, o segundo segmento pode girar infinitamente em torno do seu próprio eixo longitudinal sem torcer os cabos que ligam os um ou mais dispositivos elétricos de monitoramento, ou pelo menos minimizar a dita torção.[0045] In this way, the camera and preferably also other electronic devices, which should advantageously be located in the second segment which is rotatable, can be suitably connected by one or more signal and/or power cables to the electrical slip ring, and an output cable connected thereto (e.g. to the stationary component) communicates the signal and/or power to a control system. In this way, the second segment can rotate infinitely around its own longitudinal axis without twisting the cables connecting the one or more electrical monitoring devices, or at least minimizing said twisting.

[0046] Obs erve que, em algumas modalidades, a câmera e/ou outros dispositivos elétricos podem ser alimentados por baterias, de modo que um ou mais cabos podem ser destinados exclusivamente à transmissão de sinal.[0046] Note that in some embodiments, the camera and/or other electrical devices may be battery powered, so that one or more cables may be dedicated exclusively to signal transmission.

[0047] Pelo menos um elemento incluído no sistema de controle pode ser conectado ao anel elétrico deslizante para receber e transmitir sinais dos dispositivos eletrônicos também conectados, por cabos, ao referido anel deslizante elétrico.[0047] At least one element included in the control system can be connected to the electric slip ring to receive and transmit signals from electronic devices also connected, by cables, to said electric slip ring.

[0048] Além disso, preferencialmente, o dispositivo eletrônico compreende um ou mais dispositivos eletrônicos (adicionais à câmera) podem compreender um ou mais meios ou elementos de monitoramento. Por exemplo, um ou mais meios de monitoramento podem ser um ou mais elementos e/ou diferentes combinações de elementos, de uma lista que compreende: - um ou mais sensores de temperatura, - um ou mais sensores de obstáculo, - um ou mais sensores de pressão, - um ou mais sensores de posição, - um ou mais sensores de velocidade, - um ou mais sensores de vibração, - uma ou mais células de carga, - um ou mais acelerômetros, - um ou mais sensores de medição de fluxo, - uma ou mais câmeras.[0048] Furthermore, preferably, the electronic device comprises one or more electronic devices (additional to the camera) which may comprise one or more monitoring means or elements. For example, the one or more monitoring means may be one or more elements, and/or different combinations of elements, from a list comprising: - one or more temperature sensors, - one or more obstacle sensors, - one or more pressure sensors, - one or more position sensors, - one or more speed sensors, - one or more vibration sensors, - one or more load cells, - one or more accelerometers, - one or more flow measurement sensors, - one or more cameras.

[0049] Da mesma forma, pelo menos um dos elementos de monitoramento ou uma combinação destes pode ser integrado no compartimento de monitoramento descrito acima, em conjunto ou em adição à câmera.[0049] Likewise, at least one of the monitoring elements or a combination thereof may be integrated into the monitoring compartment described above, together with or in addition to the camera.

[0050] O compartimento de monitoramento pode compreender uma pluralidade de câmeras para capturar imagens da lança e do interior do recipiente destinado a ser revestido com material refratário.[0050] The monitoring compartment may comprise a plurality of cameras for capturing images of the lance and the interior of the container intended to be lined with refractory material.

[0051] Pelo menos a parte frontal do compartimento de monitoramento, sendo a parte frontal entendida como aquela que aponta para a área onde ocorre a pulverização dentro do recipiente, pode ser dotada de uma superfície transparente ou translúcida suficiente para permitir a passagem de luz suficiente para o câmera para capturar imagens.[0051] At least the front part of the monitoring compartment, the front part being understood as that which points towards the area where the spraying occurs inside the container, may be provided with a transparent or translucent surface sufficient to allow the passage of sufficient light to the camera to capture images.

[0052] Alternativamente, o compartimento compreende uma abertura para captura adequada de imagens, e a câmera é protegida por um invólucro estanque dentro do compartimento de monitoramento.[0052] Alternatively, the compartment comprises an opening for suitable image capture, and the camera is protected by a watertight enclosure within the monitoring compartment.

[0053] Em algumas modalidades, a câmera pode estar dentro do compartimento de monitoramento e um ou mais elementos de monitoramento adicionais podem estar dispostos dentro do segundo segmento e, portanto, fora do compartimento.[0053] In some embodiments, the camera may be within the monitoring compartment and one or more additional monitoring elements may be disposed within the second segment and therefore outside the compartment.

[0054] A câmera pode ser conectada à fiação em circuito fechado, onde a dita fiação passa pelo interior da cabeça, desde a câmera para se conectar ao anel coletor elétrico, e na saída deste último, conectada eletricamente com pelo menos um elemento de um sistema de controle. A câmera pode ser utilizada pelo operador tanto para monitorar quanto para controlar remotamente a pulverização realizada pela cabeça.[0054] The camera may be connected to closed-loop wiring, where said wiring passes through the interior of the head, from the camera to connect to the electrical slip ring, and at the output of the latter, electrically connected to at least one element of a control system. The camera may be used by the operator both to monitor and to remotely control the spraying performed by the head.

[0055] Out ro aspecto da invenção refere-se a um método de controle da pulverização da cabeça, por um operador com acesso ao sistema de controle, que pode compreender as etapas de: - posicionar a cabeça em um local desejado dentro do recipiente, - enviar os sinais capturados pelo dispositivo eletrônico para o sistema de controle, - analisar os sinais recebidos no sistema de controle para determinar a orientação e posição da lança dentro do contêiner, - girar o segundo segmento e, consequentemente, a posição da lança, com base na análise dos sinais capturados até alcançar uma posição desejada, - começar a pulverizar material refratário.[0055] Another aspect of the invention relates to a method of controlling the spraying of the head, by an operator with access to the control system, which may comprise the steps of: - positioning the head in a desired location within the container, - sending the signals captured by the electronic device to the control system, - analyzing the signals received in the control system to determine the orientation and position of the lance within the container, - rotating the second segment and, consequently, the position of the lance, based on the analysis of the captured signals until reaching a desired position, - starting to spray refractory material.

[0056] Além disso, o método pode compreender monitorar a pulverização de material refratário utilizando preferentemente a uma ou mais câmeras e ajustar a posição do braço de pulverização e da lança conforme necessário.[0056] Furthermore, the method may comprise monitoring the spraying of refractory material preferably using one or more cameras and adjusting the position of the spray arm and lance as necessary.

[0057] Finalmente, o processo de pulverização do material refratário é interrompido quando um nível desejado de revestimento é alcançado nas paredes internas do recipiente.[0057] Finally, the refractory material spraying process is stopped when a desired level of coating is achieved on the inner walls of the vessel.

[0058] Opcionalmente, as câmeras podem ser utilizadas apenas pelo operador para monitorar a pulverização do material refratário.[0058] Optionally, the cameras can be used only by the operator to monitor the spraying of the refractory material.

[0059] Para facilitar a introdução da cabeça no recipiente, e evitar a necessidade de pontes rolantes ou a necessidade de braços fixados ao contentor para, em funcionamento, segurar a cabeça, um segundo aspecto da presente invenção refere-se a um robô que incorpora o cabeça de qualquer uma das modalidades descritas acima.[0059] To facilitate the introduction of the head into the container, and avoid the need for overhead cranes or the need for arms fixed to the container to, in operation, hold the head, a second aspect of the present invention relates to a robot incorporating the head of any of the embodiments described above.

[0060] O robô pode ser dotado de um braço de posicionamento que, em funcionamento, é fixado à cabeça numa das extremidades desta. Da mesma forma, na extremidade oposta, pode ser fixado um mecanismo de ajuste de posição disposto em torno de uma abertura de acesso do recipiente, de modo que o dito mecanismo de ajuste de posição permite, por meio de elementos motorizados, inclinar o braço de posicionamento em uma superfície plana em correspondência com o acesso abertura para facilitar a introdução da cabeça no recipiente.[0060] The robot may be provided with a positioning arm which, in operation, is fixed to the head at one end thereof. Likewise, at the opposite end, a position adjustment mechanism arranged around an access opening of the container may be fixed, so that said position adjustment mechanism allows, by means of motorized elements, the positioning arm to be tilted on a flat surface in correspondence with the access opening to facilitate the introduction of the head into the container.

[0061] De preferência, o mecanismo de ajuste de posição pode compreender segundos elementos motorizados, configurados para girar o braço de posicionamento em torno de um eixo que é perpendicular à abertura de acesso do recipiente.[0061] Preferably, the position adjustment mechanism may comprise second motorized elements configured to rotate the positioning arm about an axis that is perpendicular to the access opening of the container.

[0062] Outro aspecto da invenção refere-se a uma instalação que incorpora a cabeça de acordo com qualquer uma das modalidades descritas anteriormente, onde a referida instalação possui uma ponte rolante configurada para suportar a cabeça no interior do recipiente.[0062] Another aspect of the invention relates to an installation incorporating the head according to any of the previously described embodiments, where said installation has a crane configured to support the head inside the container.

[0063] Outro aspecto da invenção refere-se a uma instalação que incorpora a cabeça de acordo com qualquer uma das modalidades descritas anteriormente, e que também compreende uma pluralidade de braços fixados ao recipiente para suportar a dita cabeça, evitando a necessidade de ponte rolante durante o processo de pulverização.[0063] Another aspect of the invention relates to an installation incorporating the head according to any of the previously described embodiments, and which also comprises a plurality of arms fixed to the container to support said head, avoiding the need for an overhead crane during the spraying process.

[0064] Em algumas modalidades, o sistema de controle pode ser configurado para receber um conjunto de sinais dos elementos de monitoramento e da câmera, processar o dito conjunto de sinais e enviar outro conjunto de sinais de saída para qualquer um dos atuadores ou motores da cabeça, robô ou instalação, por exemplo, para uma parada de emergência, ou para realimentar os parâmetros de entrada dos motores ou atuadores para controle por meio do dito sistema de controle ou outro sistema de controle específico para os motores. Por exemplo, o sistema de controle ou unidade de processamento do mesmo pode ser configurado para determinar a posição da cabeça em relação ao recipiente e enviar sinais para diferentes atuadores para introduzir automaticamente a cabeça através da abertura de acesso do recipiente, com base nos sinais dos sensores ou por um processador de imagem que pós-processa as imagens capturadas pela câmera para detectar a posição e orientação da cabeça em relação ao recipiente.[0064] In some embodiments, the control system may be configured to receive a set of signals from the monitoring elements and the camera, process said set of signals, and send another set of output signals to any of the actuators or motors of the head, robot, or installation, for example, for an emergency stop, or to feed back the input parameters of the motors or actuators for control by means of said control system or another control system specific to the motors. For example, the control system or processing unit thereof may be configured to determine the position of the head relative to the container and send signals to different actuators to automatically introduce the head through the access opening of the container, based on signals from sensors or by an image processor that post-processes the images captured by the camera to detect the position and orientation of the head relative to the container.

[0065] Vantajosamente, um programa de pós-processamento de imagem é configurado para determinar a profundidade e a superfície (por exemplo, diâmetro) do recipiente. Da mesma forma, um ou mais sensores de detecção de obstáculos podem alertar o sistema de controle em tempo real sobre um problema potencial, por exemplo, para que ele execute uma parada de emergência dando comando aos meios motorizados e/ou atuadores.[0065] Advantageously, an image post-processing program is configured to determine the depth and surface area (e.g., diameter) of the container. Similarly, one or more obstacle detection sensors can alert the control system in real time to a potential problem, for example, so that it performs an emergency stop by giving command to motorized means and/or actuators.

[0066] Assim, em uma modalidade, um módulo de controle e processamento compreende um algoritmo de pós-processamento de imagem configurado para analisar imagens capturadas pela câmera, em que o algoritmo de pós-processamento de imagem é configurado para detectar pelo menos a superfície da abertura de acesso e a profundidade de recipiente, calcular a posição e orientação do recipiente em relação à cabeça e ajustar a posição e orientação da cabeça com base no cálculo de posição realizado anteriormente.[0066] Thus, in one embodiment, a control and processing module comprises an image post-processing algorithm configured to analyze images captured by the camera, wherein the image post-processing algorithm is configured to detect at least the surface of the access opening and the depth of the container, calculate the position and orientation of the container relative to the head, and adjust the position and orientation of the head based on the previously performed position calculation.

[0067] O programa de pós-processamento pode usar técnicas de detecção de bordas, detecção de objetos e segmentação de imagens para identificar a abertura do recipiente, profundidade, obstáculos e outras características relevantes nas imagens.[0067] The post-processing program may use edge detection, object detection, and image segmentation techniques to identify the container opening, depth, obstacles, and other relevant features in the images.

[0068] Outro aspecto da presente invenção refere-se a um método para introdução automática ou semiautomática da cabeça no recipiente por meio do robô, onde o dito método pode compreender as etapas de: - colocar o robô com a cabeça próxima ao recipiente, - ativar o dispositivo eletrônico que compreende uma ou mais câmeras e/ou um ou mais sensores, - coletar um conjunto de dados dos sensores e/ou imagens das uma ou mais câmeras,, - analisar o dito conjunto de dados coletados e/ou imagens capturadas,, - determinar a posição e orientação do recipiente em relação à cabeça com base, pelo menos em parte, no conjunto de dados analisados e/ou nas imagens calculadas, - determinar, com base na orientação e posição do recipiente, uma amplitude de rotação e/ou inclinação necessária para modificar a posição e orientação da cabeça para entrar no recipiente com segurança,, - atuar sobre os meios motorizados para introduzir a cabeça no recipiente com base na determinação da etapa anterior.[0068] Another aspect of the present invention relates to a method for automatic or semi-automatic introduction of the head into the container by means of the robot, where said method may comprise the steps of: - placing the robot with its head close to the container, - activating the electronic device comprising one or more cameras and/or one or more sensors, - collecting a set of data from the sensors and/or images from the one or more cameras, - analyzing said set of collected data and/or captured images, - determining the position and orientation of the container with respect to the head based, at least in part, on the analyzed data set and/or the calculated images, - determining, based on the orientation and position of the container, an amplitude of rotation and/or inclination necessary to modify the position and orientation of the head to enter the container safely, - acting on the motorized means to introduce the head into the container based on the determination of the previous step.

[0069] Vantajosamente, as etapas são executadas por uma unidade de processamento e controle e esta unidade também pode executar um algoritmo para calcular a posição e orientação desejada do braço de posicionamento com base na posição e orientação do braço de posicionamento determinadas acima.[0069] Advantageously, the steps are performed by a processing and control unit and this unit may also perform an algorithm to calculate the desired position and orientation of the positioning arm based on the position and orientation of the positioning arm determined above.

DESCRIPTION OF DRAWINGS

[0070] Para complementar a descrição que está sendo realizada, e com o objetivo de ajudar para uma melhor compreensão das características da invenção, de acordo com um exemplo preferencial da modalidade prática do mesmo, é anexada como parte integrante da dita descrição uma série de desenhos onde, com caráter ilustrativo e não limitativo, foi representado o seguinte:[0070] To complement the description being carried out, and with the aim of helping to better understand the characteristics of the invention, according to a preferred example of the practical embodiment thereof, a series of drawings are attached as an integral part of said description, where, with an illustrative and non-limiting character, the following has been represented:

[0071] Figura 1.- Mostra uma vista em perspectiva de uma modalidade da invenção, que ilustra um robô que incorpora uma cabeça destinada a ser introduzida num recipiente para pulverizar material refratário.[0071] Figure 1.- Shows a perspective view of an embodiment of the invention, illustrating a robot incorporating a head intended to be inserted into a container for spraying refractory material.

[0072] Figura 2.- Mostra uma vista em perspectiva do interior da cabeça de acordo com uma modalidade da presente invenção, que ilustra um coletor elétrico disposto no primeiro segmento da cabeça, um segundo segmento que é giratório em relação ao primeiro segmento, uma lança de compartimento de armazenamento interligada ao segundo segmento e capaz de inclinar em relação a ele e um compartimento de monitoramento que possui uma câmera.[0072] Figure 2.- Shows a perspective view of the interior of the head according to an embodiment of the present invention, illustrating an electrical collector disposed in the first segment of the head, a second segment that is rotatable with respect to the first segment, a storage compartment boom interconnected to the second segment and capable of tilting with respect to it, and a monitoring compartment having a camera.

[0073] Figura 3.- Mostra uma vista em perspectiva da cabeça da Figura 2 rigidamente conectada a um braço de posicionamento do robô da Figura 1.[0073] Figure 3.- Shows a perspective view of the head of Figure 2 rigidly connected to a positioning arm of the robot of Figure 1.

PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

[0074] Aba ixo, com o auxílio das Figuras 1 a 3, é descrito uma modalidade exemplificativa de um robô (1) e uma cabeça (2) objetos da presente invenção.[0074] Below, with the aid of Figures 1 to 3, an exemplary embodiment of a robot (1) and a head (2) that are objects of the present invention is described.

[0075] Mais particularmente, a Figura 1 mostra um objeto da invenção que se refere a uma cabeça (2) para pulverização de um produto dentro de um recipiente (17) por meio de uma lança (6), a dita cabeça (2) compreendendo um primeiro segmento (4), sendo o segundo segmento (3) giratório infinitamente em relação ao primeiro segmento (4) e estando os ditos segmentos (3,4) interconectados entre si de uma maneira giratória.[0075] More particularly, Figure 1 shows an object of the invention which relates to a head (2) for spraying a product into a container (17) by means of a lance (6), said head (2) comprising a first segment (4), the second segment (3) being infinitely rotatable with respect to the first segment (4) and said segments (3, 4) being interconnected with each other in a rotatable manner.

[0076] Além disso, é mostrado que a lança (6) é montada no segundo segmento (3) por meio de um compartimento de lança (16) no qual a dita lança (6) está disposta internamente, onde o dito compartimento de lança (16) é capaz de inclinar em relação ao segundo segmento (3) através de um eixo perpendicular a ele (3). O compartimento da lança (16), conforme ilustrado na Figura 1, é configurado para realizar um movimento de inclinação em relação a um eixo que passa substancialmente pela horizontal (perpendicular ao segundo segmento), apresentando um movimento de inclinação com deslocamento angular beta (β) que está preferencialmente entre 0 e 110°.[0076] Furthermore, it is shown that the boom (6) is mounted on the second segment (3) by means of a boom compartment (16) in which said boom (6) is arranged internally, where said boom compartment (16) is capable of tilting with respect to the second segment (3) through an axis perpendicular thereto (3). The boom compartment (16), as illustrated in Figure 1, is configured to perform a tilting movement with respect to an axis that passes substantially through the horizontal (perpendicular to the second segment), presenting a tilting movement with angular displacement beta (β) that is preferably between 0 and 110°.

[0077] No dito compartimento de lança (6), conforme mostrado na Figura 2, pode ser disposto um misturador (14) configurado para misturar água de um anel deslizante hidráulico (11) ao misturador, de modo a ser misturada com o produto que circula pelos condutos internos, fazendo a mistura logo antes de ser pulverizada na lança (16).[0077] In said lance compartment (6), as shown in Figure 2, a mixer (14) configured to mix water from a hydraulic sliding ring (11) to the mixer may be arranged, so as to be mixed with the product circulating through the internal conduits, making the mixture just before being sprayed into the lance (16).

[0078] O segundo segmento (3) da cabeça (2) é dotado de um compartimento de monitoramento (21) que compreende um dispositivo eletrônico que compreende preferencialmente uma câmera.[0078] The second segment (3) of the head (2) is provided with a monitoring compartment (21) comprising an electronic device that preferably comprises a camera.

[0079] A Figura 1 apresenta ainda outro aspecto de acordo com a presente invenção que se refere a um robô (1) que incorpora a cabeça (2) acima descrita.[0079] Figure 1 shows yet another aspect according to the present invention which refers to a robot (1) incorporating the head (2) described above.

[0080] Da mesma forma, é ilustrado que o robô (1) compreende um braço posicionador (7) dotado de uma extremidade proximal (8) e uma extremidade distal (9), sendo o referido braço posicionador (7) fixado à cabeça (2) pela extremidade distal (9) do mesmo (7). Também é ilustrado um mecanismo de ajuste de posição (10) disposto em torno de uma abertura de acesso (15) do recipiente (17), sendo o dito mecanismo de ajuste de posição (10) conectado à extremidade proximal (8) do mecanismo de posicionamento de braço (7), e o dito mecanismo de ajuste de posição (10) compreendendo meios motorizados configurados para realizar um movimento de inclinação do dito braço de posicionamento (7) em um plano em correspondência com a abertura de acesso (15), sendo o dito movimento de inclinação representado por um deslocamento angular alfa (α).[0080] Likewise, it is illustrated that the robot (1) comprises a positioning arm (7) provided with a proximal end (8) and a distal end (9), said positioning arm (7) being fixed to the head (2) by the distal end (9) thereof (7). Also illustrated is a position adjustment mechanism (10) arranged around an access opening (15) of the container (17), said position adjustment mechanism (10) being connected to the proximal end (8) of the arm positioning mechanism (7), and said position adjustment mechanism (10) comprising motorized means configured to perform a tilting movement of said positioning arm (7) in a plane in correspondence with the access opening (15), said tilting movement being represented by an angular displacement alpha (α).

[0081] O mecanismo de ajuste de posição (10), de acordo com a modalidade representada pela Figura 1, compreende segundos meios motorizados configurados para girar o braço de posicionamento (7) em relação a um eixo que é perpendicular à abertura de acesso (15) do recipiente (17).[0081] The position adjustment mechanism (10), according to the embodiment represented by Figure 1, comprises second motorized means configured to rotate the positioning arm (7) relative to an axis that is perpendicular to the access opening (15) of the container (17).

[0082] A Figura 2 mostra uma vista do interior da cabeça (2) de acordo com uma modalidade da presente invenção, que ilustra que o primeiro segmento (4) compreende um anel deslizante elétrico (12). O anel deslizante elétrico (12) compreende um componente giratório (19) integrante da rotação do segundo segmento (3) e um componente estacionário (22), o componente giratório (19) e o componente estacionário (22) estando em contato elétrico entre si, através de contatos elétricos (23) que permitem a transmissão de sinal e/ou energia elétrica entre os mesmos. Preferencialmente, conforme mostrado na Figura 2, os contatos elétricos (23) são escovas.[0082] Figure 2 shows an interior view of the head (2) according to an embodiment of the present invention, illustrating that the first segment (4) comprises an electrical slip ring (12). The electrical slip ring (12) comprises a rotating component (19) integral to the rotation of the second segment (3) and a stationary component (22), the rotating component (19) and the stationary component (22) being in electrical contact with each other, through electrical contacts (23) that allow the transmission of signal and/or electrical energy between them. Preferably, as shown in Figure 2, the electrical contacts (23) are brushes.

[0083] Além disso, a Figura 2 ilustra o componente giratório (19) compreendendo faixas metálicas (25), onde uma faixa metálica (25) está conectada a uma câmara (20) por meio de pelo menos um cabo. O componente giratório (19) pode ser dotado de outras faixas metálicas (25) integrantes do mesmo (19), onde cada faixa metálica (25) está devidamente conectada a um cabo em correspondência com um elemento de monitoramento adicional à câmera, por exemplo, podem ser: sensores de temperatura, obstáculos, pressão, posição, velocidade, vibração, acelerômetros, etc.[0083] Furthermore, Figure 2 illustrates the rotating component (19) comprising metal strips (25), where a metal strip (25) is connected to a camera (20) by means of at least one cable. The rotating component (19) may be provided with other metal strips (25) integral thereto (19), where each metal strip (25) is duly connected to a cable in correspondence with an additional monitoring element to the camera, for example, they may be: temperature, obstacle, pressure, position, speed, vibration sensors, accelerometers, etc.

[0084] Conforme mostrado na Figura 2, a câmera (20) está disposta em um compartimento de monitoramento (21) fixado e integrado ao segundo segmento (3) que é capaz de girar infinitamente em torno de seu próprio eixo longitudinal.[0084] As shown in Figure 2, the camera (20) is arranged in a monitoring compartment (21) fixed and integrated to the second segment (3) which is capable of rotating infinitely around its own longitudinal axis.

[0085] A Figura 3 apresenta uma perspectiva de um corte oposto ao representado pela Figura 2, onde também está ilustrado o braço posicionador (7) do robô da Figura 1, rigidamente fixado à cabeça (2).[0085] Figure 3 shows a perspective of a section opposite to that represented by Figure 2, where the positioning arm (7) of the robot in Figure 1 is also illustrated, rigidly fixed to the head (2).

[0086] Mais especificamente, a Figura 3 ilustra uma porção frontal do compartimento de monitoramento (21) que compreende uma superfície transparente ou translúcida o suficiente para permitir a passagem de luz suficiente para a câmera capturar imagens.[0086] More specifically, Figure 3 illustrates a front portion of the monitoring compartment (21) comprising a surface transparent or translucent enough to allow sufficient light to pass through for the camera to capture images.

[0087] Obviamente, a invenção não está limitada às modalidades específicas descritas no presente documento, mas também abrange qualquer variação que possa ser considerada por qualquer versado na técnica dentro do escopo geral da invenção como é definido nas reivindicações.[0087] Obviously, the invention is not limited to the specific embodiments described in this document, but also encompasses any variation that may be considered by anyone skilled in the art within the general scope of the invention as defined in the claims.

Claims

1. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, said head (2) comprising: - a first segment (4) and a second segment (3), the second segment (3) being infinitely rotatable with respect to the first segment (4) and said segments (3, 4) being interconnected with each other; - a conduit for channeling a product to be sprayed, said conduit arranged in an internal portion of the head (2); - a lance (6) for spraying a product, said lance (6) being in fluid communication with the conduit, and mounted on the second segment (3) being integral to its rotation (3), characterized in that the head (2) additionally comprises - an electronic device housed within the second segment (3) or in a monitoring compartment (21) mounted externally thereto, - an electrical sliding ring (12) connected to a control system and to the electronic device, wherein said electrical sliding ring (12) acts as an electrical interface between the control system and the electronic device, allowing uninterrupted electrical communication during the infinite rotation of the second segment (3).

2. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, according to claim 1, characterized in that the lance (6) is arranged within a lance compartment (16) fixed to or forming part of the second segment (3).

3. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, according to claim 2, characterized in that the lance compartment (16) and the lance (6) within it (16) are capable of tilting relative to the second segment (3) through an axis transverse to said second segment (3), where the lance compartment (16) is integral to the rotation of the second segment (3) and is interconnected to it (3).

4. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, according to any one of the preceding claims, characterized in that the sliding electric ring (12) comprises a rotating component (19) integral to the rotation of the second segment (3) and a stationary component (22), the rotating component (19) and the stationary component (22) being in electrical contact with each other, through electrical contacts (23) that allow the transmission of signal and/or electrical energy between them.

5. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, according to claim 4, characterized in that the electronic device is connected to the rotating component (19) by one or more cables, and at least one element of the control system is connected to the stationary component (22).

6. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, according to either of claims 4 or 5, characterized in that the electrical contacts (23) are selected from a list comprising at least one of a list consisting of: - one or more brushes; - optical connections and - magnetic connections.

7. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the stationary component (22) comprises a brush and the rotating component (19) comprises metal bands (25) in electrical contact with the brush.

8. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, according to any one of the preceding claims, characterized in that the electronic device comprises one or more monitoring means.

9. Head (2) for spraying a product into a container (17) suitable for containing molten metal, according to claim 8, characterized in that the one or more monitoring means are selected from a list consisting of: - one or more temperature sensors, - one or more obstacle sensors, - one or more pressure sensors, - one or more position sensors, - one or more speed sensors, - one or more vibration sensors, - one or more load cells, - one or more accelerometers, - one or more flow measuring sensors, - one or more cameras.

10. Robot (1) characterized by comprising the head (2) as defined in any of the previous claims.

11. Robot (1), according to claim 10, characterized in that it additionally comprises a positioning arm (7) provided with a proximal end (8) and a distal end (9), where said positioning arm (7) is fixed to the head (2) through the distal end (9) of the same (7).

12. Robot (1), according to claim 11, characterized in that it also comprises a position adjustment mechanism (10) arranged around an access opening (15) of the container (17), said position adjustment mechanism (10) being interconnectable with the proximal end (8) of the positioning arm (7), where said position adjustment mechanism (10) comprises motorized means configured to perform a tilting movement of said positioning arm (7) in a plane corresponding to the access opening (15).

13. Robot (1), according to claim 12, characterized by the fact that the position adjustment mechanism (10) comprises second motorized means configured to rotate the positioning arm (7) relative to an axis perpendicular to the access opening (15) of the container (17).

14. Installation characterized by comprising an overhead crane and the head (2) as defined in any one of claims 2 to 9, where said overhead crane is configured to hold the head (2) inside the container (17) in a position suitable for spraying the product.

15. Installation characterized in that it comprises the head (2) as defined in any one of claims 2 to 9, and additionally comprises a plurality of arms fixed to the container (17) and to the head (2) for holding said head (2) in a position inside the container (17) suitable for spraying the product.