ЗАЩИТНАЯ ПЛИТКА ДЛЯ СКРЕБКА ШНЕКОВОГО ТРАНСПОРТЕРА
PROTECTIVE SHIELD FOR AUGER CONVEYOR SCRAPER

Настоящее изобретение относится к защитной плитке, предназначенной для защиты скребка шнека от износа.
Для этого типа центробежного шнека обычно применяют защиту плиткой, предотвращающей износ скребка и обеспечивающей надежность транспортировки в том случае, если транспортируемый продукт обладает определенными абразивными свойствами.
Подобные защитные элементы обычно изготавливают с использованием карбида вольфрама или керамики, коэффициент теплового расширения которых может значительно отличаться от коэффициента теплового расширения стали, обычно входящей в состав скребка. Монтаж этих элементов требует особой аккуратности в уровне техники опубликовано несколько патентов, предлагающих решения с использованием заклепок, клея или сварки.
В одном из решений, раскрытом в US 4328925, предусмотрен монтаж посредством опоры с системой фиксации в виде паза типа «ласточкин хвост», в которую с одной стороны вставлен устойчивый к истиранию элемент, форма которого соответствует форме паза. Полученную конструкцию фиксируют с помощью клея, деформации выступа или блокировки пластиной, навинченной на опору. Это решение не обеспечивает устойчивость прямолинейно-радиальной опоры элемента к истиранию, достаточную, чтобы выдерживать трение, создаваемое транспортируемым продуктом. Эти элементы могут проскальзывать и смещаться.
Решение, раскрытое в ЕР 0081938, раскрывает монтаж с использованием стойкого к истиранию элемента, закрепленного на скребке шнека коническими заклепками. Это решение отличается сложностью исполнения и высокой стоимостью реализации в связи с необходимостью сверления скребка.
Документ US 5429581 раскрывает монтаж с использованием стойкого к истиранию элемента, вставляемого путем осевого смещения в соответствующий корпус, расположенный на скребке шнека. Хотя это решение позволяет удовлетворительно выдерживать нагрузки в радиальном, прямолинейно-радиальном и осевом направлении, способ сложен и дорог в реализации вследствие требований, предъявляемых к обработке гнезда на скребке. Плитка удерживается в гнезде при помощи клея или пластин, конуса и винтов. Увеличение количества этих поддерживающих частей может быть дорогостоящим.
В документе US 6206818 раскрыт способ монтажа с использованием опоры с фиксирующими пазами типа «ласточкин хвост», в которые вставлен стойкий к истиранию элемент, имеющий соответствующую форму. Этот элемент вставляют через боковой разъем или, если позволяет пространство между вставной частью и гнездом, через фронтальный разъем. Стойкий к истиранию элемент фиксируют путем ввода клея в зазоры, имеющиеся в опоре. Отверстие в задней части опоры и канавки на обеих деталях позволяют клею заполнить все полости. Такое склеивание можно выполнять после приваривания опоры к скребку транспортера, что позволяет избежать возможного изменения структуры клея под действием высоких температур, преобладающих при сварке. Опоры необходимо точно позиционировать перед сваркой, чтобы гарантировать итоговую целостность износостойких элементов. Это требует применения специальных инструментов, раскрываемых в US 6230960, что может увеличить длительность и стоимость монтажа.
В документе DE 3435960 А1 раскрыта цельная защитная плитка, причем дополнительное кольцо установлено в кольцевом отверстии на наконечнике лопасти. Это отверстие ослабляет лопасть, вследствие чего высокие осевые усилия могут привести к поломке наконечника лопасти.
В документе JP 2012-551 А1 раскрыта защитная плитка, состоящая из двух частей. При этом опора приварена к наконечнику лопасти, а защитная пластину вставлена в опору. Защитную пластину фиксируют в опоре при помощи шплинта, вставленного с боковой стороны. Однако, это возможно сделать только на этапе изготовления устройства. Поскольку защитные плитки стыкуются боками, шплинт не может перемещаться.
В документе JP Н03-130218 U раскрыта защитная плитка, причем опора приварена к скребку шнека. Она содержит паз, в который вставлена изнашиваемая пластина. Далее эту изнашиваемую пластину фиксируют эластичной прокладкой. Однако, подобное уплотнительное кольцо выходит из строя под действием агрессивной (например, кислотной) окружающей среды.
В документе US 4,416,656 раскрыта защитная плитка, содержащая опору и износостойкий элемент, зафиксированный дополнительной заклепкой или стержнем, деформированным с целью фиксации соединения.
В документе DE 3140364 А1 раскрыта система, в которой износостойкий элемент установлен непосредственно на скребок шнека. Для удержания элементов в нужном положении предусмотрены штифты, установленные на верхней оконечности скребка шнека. Это может привести к ослаблению скребка. Кроме того, износостойкий элемент приходится разрабатывать заново в том случае, если скребок имеет отличающуюся ширину и диаметр. Следовательно, износостойкий элемент не удастся использовать на других машинах.
С учетом недостатков уровня техники, в настоящем изобретении обеспечена новая защитная плитка, способная выдерживать различные возникающие механические и трибологические (обусловленные трением) напряжения, с простым и быстрым монтажом вдоль всего скребка шнека.
Таким образом, изобретение, по существу, отличается тем, что опора и износостойкая вставка соединены друг с другом посредством механической системы фиксации, при этом прикрепление опоры к скребку обеспечивает закрепление вставки чисто механической фиксацией, при этом опора имеет по меньшей мере одно отверстие, в которое входит вставка, при этом вставка, предпочтительно, содержит такое же количество выступов, каждый из которых входит в соответствующее отверстие опоры. Такие защитные плитки, обычно, крепят на скребке центробежного шнека или на любом другом механическом элементе, который предназначен для перемещения продукта, и при контакте которого с этим продуктом возникает трение. Подобная система не нуждается в дополнительном материале (например, клее или пайке) для прикрепления вставки к опоре.
В предпочтительном варианте исполнения защитной плитки опора содержит по меньшей мере одну поверхность в форме выемки, а вставка имеет комплементарную форму для вхождения в нее.
Кроме того, изобретение относится к транспортеру со шнеком, например, шнековому прессу, центрифуге, фильтру-отстойнику, и отличается наличием ряда защитных плиток, установленных на шнеке по его периметру, причем опора и износостойкая вставка соединены друг с другом посредством механической системы фиксации, при этом при прикрепление опоры к скребку обеспечивает закрепление вставки чисто механической фиксацией. Благодаря такой чисто механической фиксации для изготовления плитки можно выбрать любой материал, а изобретением устраняются любые проблемы, которые обычно возникают в случае использования сварки, пайки или клея между опорой и износостойкой вставкой. Использование поверхности скребка для замыкания системы фиксации типа «ласточкин хвост» особенно предпочтительно, так как это одновременно упрощает монтаж и фиксацию плитки и позволяет обойтись без предварительного монтажа опоры и пластины. Таким образом, защитную плитку можно установить очень быстро, за счет, во первых, легкого и простого вхождения вставки в опору, и, во вторых, обычного закрепления опоры на скребке шнека.
Изобретение относится к плитке с привариваемой опорой и износостойкой вставкой. Материалом для изготовления опоры плитки обычно служит нержавеющая сталь. Также можно использовать любые другие виды стали, как нержавеющей, так и другой, при условии, что их можно соединять сваркой. Для обеспечения эффективной защиты от износа вставка может быть изготовлена из специальной стали, карбида вольфрама или другого твердого сплава или керамики.
Ниже изобретение будет рассмотрено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - схема расположения плиток на скребке шнекового транспортера в соответствии с настоящим изобретением,
фиг. 2 - вид спереди скребка шнека с пятью защитными плитками в соответствии с заявленным изобретением,
фиг. 3-5 - виды спереди, слева и сзади опоры плитки в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения,
фиг. 6-8 - виды вставки спереди, слева и сзади,
фиг. 9-10 - виды в разрезе защитной плитки согласно изобретению в промежуточном установочном положении опоры и пластины,
фиг. 11 - вид в разрезе защитной плитки согласно изобретению, установленной и приваренной к скребку шнекового транспортера,
фиг. 12 - вид в аксонометрии защитной плитки согласно изобретению, установленной и приваренной к скребку шнекового транспортера.
Центрифуга, в которой используется настоящее изобретение, изображена на фиг. 1. Центрифуга 5 состоит из цилиндрического/конического резервуара 1 и шнекового транспортера 2, вращающегося вокруг той же оси. Резервуар 1 и шнековый транспортер 2 приводятся во вращение со слегка различающимися скоростями, в результате чего возникает относительная скорость между резервуаром и шнеком, называемая передаточной скоростью. Шнек состоит, по существу, из барабана 2 и скребка 3, проходящего радиально между барабаном 2 и резервуаром 1. Защитные плитки 4 расположены бок о бок на внешнем краю скребка. Твердую/жидкую смесь, подлежащую сепарации, вводят в резервуар 1 посредством подающей трубки, которая не показана. Продукт приводят в движение со скоростью резервуара 1, и наиболее плотные частицы продукта под действием центробежной силы прижимаются к внутренней стенке резервуара 1. Шнековый транспортер 2, благодаря своему относительному вращательному движению, транспортирует твердые частицы, называемые осадком, в направлении конусной головки резервуара.
Как показано на фиг. 2, защитные плитки 4, закрепленные бок о бок на скребке 3, позволяют защитить скребок 3 от абразивного трения, обусловленного осадком, и увеличивают срок службы шнекового транспортера 2.
Опора 6 согласно изобретению, изображенная на фиг. 3-5, имеет переднюю поверхность 7А и 7В, прерываемую углублением 8, определяемым поверхностями 18 и 19. Задняя поверхность опоры 6 состоит из двух плоских поверхностей 13 и 14, расположенных со смещением и образующих уступ 17. Боковые поверхности 20 и 21 являются плоскими и образуют угол, позволяющий устанавливать плитки, как показано на фиг. 2. Ограниченное поверхностями 9, 11, 12, 25 и 26 отверстие 23 выполнено в этом варианте исполнения в центре опоры 6. Поверхности 11 и 12 образуют острый угол и соединены по радиусу, содержащему верхний угол 10. Опору 6 обычно выполняют способом точного литья с целью получения внешней и внутренней форм, обеспечивающих возможность монтажа вставки 41.
Вставка 41 согласно изобретению, изображенная на фиг. 6-8, состоит из пластины 47 и, по меньшей мере, одного пальца 46, надежно соединенного с ней. Боковые поверхности 44 и 45 являются плоскими и образуют угол, позволяющий установить плитки, как показано на фиг. 2. Пластина 47 ограничена поверхностями 27, 36, 37, 44 и 45 и содержит активную часть защитной плитки, так как трение обрабатываемого продукта воздействует, преимущественно, на поверхность 27. Указанный по меньшей мере один палец 46 ограничен поверхностями 28-35, 42 и 43 и обеспечивает вставление вставки в опору 6. Форма пальца 46 близка к форме «ласточкиного хвоста» системы фиксации с верхним и нижним углами 40 и 39. Поверхности 31 и 32 образуют отверстие 48, необходимое для монтажа. Вставку 41 обычно выполняют способом точного литья с целью получения внешней и внутренней форм, обеспечивающих возможность сборки с опорой 6.
Монтаж защитной плитки 4 на шнековый транспортер 3 осуществляют путем выполнения следующих шагов. Как показано на фиг. 9 и в соответствии с направлением стрелки М1, вставку 41 вводят в опору 6, вставляя сначала нижний угол 39 отверстие 23 опоры 6 и наклоняя вставку 41 так, чтобы создать угол с поверхностями 27 и 7А. Как показано на фиг. 10 и 11, затем вставку 41 постепенно и одновременно поворачивают и перемещают в направлении стрелок М2 и М3 до достижения полного вхождения верхнего угла 40 вставки 41 в комплементарное гнездо 10 опоры 6. Затем этот блок размещают на скребке 3 шнека 2. Криволинейную поверхность 17 и плоскую поверхность 13 опоры 6, соответственно, вводят в контакт с наружной верхней поверхностью 53 и передней поверхностью 52 скребка 3 шнека. Далее, поверхность 52 дополняет систему фиксации типа «ласточкин хвост», образованную поверхностями 29, 30, 33 и 35 вставки 41 и поверхностями 9, 11 и 12 опоры 6. Затем опору закрепляют на скребке 3, как правило, посредством сварки под углами 51 и 50, образованными, соответственно, поверхностями 14 и 53 и поверхностями 24 и 52. Это обеспечивает фиксацию узла и поддержку вставки 41 без каких-либо других средств крепления, кроме этой механической фиксации. Размеры двух частей таковы, что поверхность 30 вставки 41, в общем, смещена от центра назад по отношению к поверхности 13. Поверхности 29 и 9 образуют острый угол с поверхностью 52 скребка 3; давление, оказываемое поверхностью 52 на поверхность 30, толкает вставку 41 к вершине, когда поверхность 9 скользит по поверхности 29. Ограничение монтажа таким образом позволяет устранить любые зазоры в системе фиксации типа «ласточкин хвост», и обеспечивает эффективную фиксацию.
В этих условиях видно, что поверхности 36 и 7А соприкасаются друг с другом, обеспечивая надлежащую опорную поверхность для вставки 41 на опоре 6 и возможность для защитной плитки выдерживать осевую нагрузку, создаваемую продуктом на поверхности 27 трения.
Ширина пальца 46 немного меньше ширины отверстия 23. Существующие зазоры между поверхностями 43 и 26 и поверхностями 42 и 25 ограничены, но достаточны для сборки вышеописанного узла. Трение транспортируемого продукта на поверхности 27 создает прямолинейно-радиальные силы, действующие на вставку 41. Контакт между поверхностями 43 и 26, или между поверхностями 42 и 25, в зависимости от направления вращения шнека, обеспечивает возможность противодействия вставки 41 этим усилиям.
Наконец, система фиксации типа «ласточкин хвост» и, в частности, контакт между охватываемым углом 40 вставки 41 и охватывающим углом 10 опоры 6 обеспечивает возможность вставки 41 выдерживать центробежные силы.
Во время эксплуатации транспортируемый продукт может проходить через пространства между опорой 6 и вставкой 41, не ухудшая сопротивление плитки. Если подобное проникновение продукта недопустимо, можно заполнить зазоры подходящей смолой.
В другом варианте исполнения, отличающемся от изображенного на фиг. 3-8, опора 6 закреплена на скребке 3 с помощью клея, винтов или заклепок вместо сварки.
В другом варианте исполнения, отличающемся от изображенного на фиг. 3-8, поверхность скребка, используемая для замыкания системы фиксации типа «ласточкин хвост», может представлять собой внешнюю поверхность 53 или заднюю поверхность 54.
В другом варианте исполнения, отличающемся от изображенного на фиг 3-8, отверстие 23 опоры 6 и палец 46 вставки 41 могут быть продублированы и расположены иным образом, например, на обеих сторонах деталей, а не в их центрах. Опора может содержать два симметричных отверстия, равноудаленных от ее срединной плоскости, причем вставка, содержащая подобные симметричные пальцы, может входить в эти отверстия. Форма отверстий и пальцев соответствует друг другу в степени, достаточной для обеспечения монтажа и крепления системы в соответствии с описанным выше принципом.
Изобретение не ограничено вариантами исполнения, изображенными на чертежах, но, как указывалось выше, раскрыто в прилагаемой формуле изобретения.