МОДУЛЬНЫЙ ГИРАЦИОННЫЙ ГРОХОТ
MODULAR GYRATORY SIFTER

Настоящая заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США № 62/017186, поданной 25 июня 2014 г., которая в полном объеме включена в данный документ посредством ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Содержание этого раздела представляет собой только дополнительную информацию, касающуюся настоящего изобретения, которая может быть не связана с описанием известного уровня техники.
Варианты реализации изобретения, описанные в настоящем документе, по сути, относятся к установке грохочения и способам использования грохотов. Эти грохоты и способы могут применяться в различных отраслях - нефтепромысловой, фармацевтической, пищевой, медицинской и прочих. Например, указанные грохоты могут использоваться для отделения твердых частиц первой крупности от твердых частиц второй крупности.
Один из примеров грохота - гирационный грохот, представляющий категорию установок, используемых для разделения частиц различной крупности, а также отделения твердых частиц от жидкости. Грохоты могут использоваться, например, для сортировки сырьевого материала, песка для гидроразрыва пласта, песка с полимерным покрытием, керамического пропанта, активированного угля, удобрений, известняка, нефтяного кокса, кровельного гранулята, соли, сахара, пластичного полимерного материала, порошковых и других подобных материалов в процессе выполнения промышленной сортировки и (или) производственных операций.
Типовые конструкции гирационных грохотов содержат узел привода, встроенный в короб установки. Конструкция каждой установки выполнена с учетом размещения дек грохота под определенным углом относительно основания, на котором расположена установка. Поскольку грохоты могут находиться в непрерывной эксплуатации, время ремонта и регулировки, а также других связанных с обслуживанием простоев должно быть насколько возможно минимизировано. В некоторых случаях оператору требуется изменить угол наклона короба для оптимизации операции грохочения. Однако такое изменение угла наклона часто требует установки нового грохота или регулировки элементов подвеса подкладками таким способом, который может нарушить динамическую балансировку грохота.
Следовательно, существует потребность создания усовершенствованных грохотов и разработки способов, связанных с применением грохотов, которые обеспечивают решение указанных выше проблем, и такая потребность, по меньшей мере частично, удовлетворяется изобретением, описанным в представленном документе.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Графические материалы представлены в настоящем документе только с целью иллюстрации выбранных вариантов, а не всех возможных вариантов реализации изобретения, и указанные материалы не ограничивают объем настоящего изобретения.
Фиг. 1 иллюстрирует вид сверху в аксонометрической проекции модульной установки грохочения.
Фиг. 2 иллюстрирует вид в перспективе модульной установки грохочения.
Фиг. 3 иллюстрирует вид сверху в аксонометрической проекции в разобранном виде детали, содержащиеся в узле привода, который приводит короб в движение, обеспечивающее выполнение грохочения.
Фиг. 4 иллюстрирует вид сверху в аксонометрической проекции короба в разобранном виде.
Фиг. 5 иллюстрирует конструкцию сит, шаров и лотков для шаров.
Фиг. 6 иллюстрирует вид сверху в аксонометрической проекции в разобранном виде короба и узла привода.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее представлено более подробное описание типовых вариантов реализации изобретения со ссылкой на прилагаемые графические материалы. Прежде всего, следует отметить, что разработка любого фактического варианта реализации изобретения связана с принятием различных зависящих от конкретной реализации решений, направленных на достижение конкретных целей разработчика, таких как обеспечение соответствия ограничениям, обусловленным данной системой и областью применения, которые отличаются в зависимости от конкретной реализации. Кроме того, очевидно, что разработка такого варианта реализации может быть сложным и требующим значительных затрат времени процессом, который однако является обычной практикой для специалистов в данной области техники, использующих преимущества настоящего изобретения. Далее, установка, использованная для описания (описанная) в данном документе, может также содержать некоторые компоненты, отличающиеся от компонентов, представленных в настоящем описании.
Первый аспект настоящего изобретения относится к установке, предназначенной для выполнения операций грохочения. Указанная установка содержат раму, на которую опирается узел привода, соединенный с рамой с возможностью перемещения. Узел привода содержит двигатель, привод, связанный с двигателем, соответствующее количество регулировочных кронштейнов и набор регулировочных накладок. Короб соединен с узлом привода регулировочными кронштейнами и регулировочными накладками. Указанный короб содержит корпус, загрузочную часть, разгрузочную часть и по меньшей мере одну деку грохота, размещенную внутри короба. В процессе функционирования узел привода приводит короб в движение, обеспечивающее выполнение грохочения. Движение, обеспечивающее выполнение грохочения, может представлять собой движение любого приемлемого характера, известное специалистам в данной области техники и предназначенное для выполнения заданной операции грохочения, например, вибрационное, гирационное, комплексное гирационное и возвратно-поступательное, а также другие типы движения.
На фиг. 1, иллюстрирующей первый вариант реализации установки в соответствии с настоящим изобретением, установка 100 содержит раму 110, узел 120 привода, соединенный с рамой 110, и короб 130, соединенный с узлом 120 привода. Рама 110, проиллюстрированная на фиг. 1, имеет форму опорной рамы, но может представлять собой любую приемлемую конструкцию для подвески узла 120 привода и короба 130, включая, без ограничения, опорную раму, стальные балки, элементы строительных конструкций и подобные конструкции. Узел 120 привода может быть соединен с рамой 110 элементами 140 подвеса (проиллюстрированы четыре элемента), содержащими стержень 142 с универсальными шарнирами 144, 146, расположенными на противоположных концах стержня. Универсальные шарниры 144 соединены с рамой 110, а универсальные шарниры 146 соединены с узлом привода, обеспечивая, таким образом, подвеску узла 120 привода и короба 130. Короб 130 содержит корпус 150, в котором размещаются внутренние компоненты короба 130, загрузочную часть 160 и разгрузочную часть 170.
Фиг. 2, узел 120 привода содержит регулировочные накладки 210, 220 и регулировочные кронштейны 230, 240. Короб 130 соединен с возможностью перемещения с регулировочными накладками 210, 220 и регулировочными кронштейнами 230, 240, которые обеспечивают соединение короба 130 в различных точках с регулировочными накладками 210, 220 и регулировочными кронштейнами 230, 240. Это позволяет установить короб 130 таким образом, чтобы получить требуемый угол 250 наклона деки грохота относительно горизонтальной плоскости 260, как показано пунктирными линиями 260 и 270. В настоящем документе термин «горизонтальная плоскость» означает плоскость, параллельную горизонту.
В вариантах реализации настоящего изобретения может использоваться любой приемлемый угол наклона деки грохота, размещенной в коробе, относительно горизонтальной плоскости, что является очевидным для специалистов в данной области техники. Некоторые полезные примеры углов наклона деки грохота относительно горизонтальной плоскости, не имеющие ограничительного характера, охватывают любой угол от около 2 градусов до около 15 градусов, около 3 градусов, около 5 градусов или даже около 7 градусов.
Как проиллюстрировано на фиг. 1 и 2, узел 120 привода дополнительно содержит двигатель 280, связанный с приводом, размещенным в узле 120 привода, причем двигатель 280 связан с приводом при помощи ременной передачи 290. Привод, размещенный в узле 120 привода, может иметь любую приемлемую конструкцию и (или) ориентацию, позволяющую привести короб 130 в требуемое движение, обеспечивающее выполнение грохочения.
Фиг. 3 иллюстрирует в разобранном виде типовые компоненты, содержащиеся в узле привода, осуществляющего приведение короба 130 в требуемое движение, обеспечивающее выполнение грохочения. Узел 300 привода содержит корпус 302, в одной боковой стенке которого предусмотрено отверстие 304 для прохождения ременной передачи, связанной с двигателем. Узел 306 привода размещен в нижней части корпуса 302 и соединен с торцевой крышкой 308 при помощи стопорной шайбы 310, винта 312, винтов и шайб 314, фиксатора 316 привода, стопорных шайб 318 и винтов 320. Крайний нижний торец привода 306 соединяется с подшипниковым узлом 322 в нижней части корпуса 302. Сварная конструкция 324 пластины ротора прикреплена к приводу 306 при помощи шайб 326 и винтов 328. К сварной конструкции 324 пластины ротора при помощи резьбовых шпилек 334, стопорных шайб 336 и шестигранных гаек 338 прикрепляются нагрузочные пластины 330, 332 ротора. Привод 306 содержит выступ 340, предназначенный для соединения привода со шкивом 342 привода, связанным с двигателем при помощи ременной передачи. Шкив 342 привода закреплен на выступе 340 при помощи стопорных шайб 344 и винтов 346. Крайний верхний торец привода 306 вставляется в подшипниковый узел 348, размещенный в верхней пластине 350 узла привода. Привод 306 соединен с торцевой крышкой 352 при помощи стопорной шайбы 354, винта 356, стопорных шайб 358, винтов 360, фиксатора 362 привода, стопорных шайб 364 и винтов 366. Верхняя пластина 350 узла привода прикреплена к корпусу 302 узла привода стопорными шайбами и винтами 368 и 370. Хотя фиг. 3 иллюстрирует пример узла привода, который может использоваться в представленном варианте реализации изобретения, для специалистов в данной области техники очевидно, что возможно применение любой приемлемой конструкции.
Фиг. 4 иллюстрирует вид сверху в аксонометрической проекции типового примера короба в разобранном виде, который может использоваться в представленном варианте реализации изобретения. С наружной стороны короб 400 содержит боковые стенки 402, нижнюю крышку 404, верхние крышки 406, дверцу 408 для извлечения сит на загрузочной части и разгрузочный лоток 410 на разгрузочной части. Разгрузочный лоток 410 дополнительно содержит разгрузочные патрубки 412 (проиллюстрированы три патрубка) и соединен с боковой стенкой 402 петлями 414. Короб 400 дополнительно содержит сита 416 (проиллюстрированы три сита), лотки 418 с шарами (проиллюстрированы три лотка) и нижний поддон 420 с уголками и пластинами 422, предназначенными для крепления в коробе 400. С наружной стороны короб 400 дополнительно содержит монтажные опоры 424, предназначенные для соединения с регулировочными кронштейнами, прикрепленными к узлу привода.
Фиг. 5 иллюстрирует конструкцию сит, шаров и лотков для шаров в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения. Лоток 500 для шаров содержит раму 502 лотка, нижнюю перфорированную пластину 504, прикрепленную к нижней стороне рамы 502 лотка, и шары 506 (проиллюстрировано пятнадцать шаров), находящиеся в проемах, ограниченных рамой лотка. Сортировочное сито 508 может быть размещено на верхней поверхности рамы 502 лотка. В некоторых случаях для достижения повышенной долговечности лотки 500 для шаров могут быть изготовлены из прямоугольных стальных труб повышенной прочности и перфорированных пластин из толстолистового металла. Лотки 500 для шаров могут также иметь модульную конструкцию, так что работа с ними может выполняться по секциям. Например, в случае извлечения сита, лоток для шаров, расположенный под этим ситом, также может быть извлечен без нарушения функционирования всех остальных сит или лотков для шаров.
Фиг. 6, иллюстрирующая в разобранном виде некоторые варианты реализации гирационной установки грохочения в соответствии с настоящим изобретением, указывает, что установка 600 содержит короб 610 и узел 650 привода. Короб 610 содержит корпус, загрузочную часть 612, разгрузочную часть 614 и по меньшей мере одну деку 616 грохота (проиллюстрировано три деки). Корпус короба 610 содержит верхние крышки 618 (проиллюстрировано три крышки), боковые стенки 620, 622 и нижнюю крышку 624. На загрузочной части 612 находится дверца 626 для извлечения сит, соединенная с боковой стенкой 620 петлями, которая надежно фиксируется к боковой стенке 622 замком. На разгрузочной части 612 находится разгрузочный лоток 628, соединенный с боковой стенкой 620 петлями, который надежно фиксируется к боковой стенке 622 замком. Разгрузочный лоток 628 дополнительно содержит разгрузочные патрубки 630 (проиллюстрированы четыре патрубка). Верхние крышки 618 содержат заглушки 632 смотровых отверстий (проиллюстрированы шесть заглушек), множество вентиляционных патрубков 634, 636 и загрузочный штуцер 638, размещенный рядом с загрузочной частью 612. В корпусе под загрузочным штуцером 638 находится перфорированная пластина 640 предварительного фильтра, прикрепленная к боковым стенкам 620, 622. На наружных поверхностях боковых стенок 620, 622 размещены монтажные опоры 642 и 644, предназначенные для соединения с возможностью перемещения короба 600 и узла 650 привода.
Узел 650 привода содержит двигатель 652, гирационный привод, размещенный в корпусе 654 привода и связанный с двигателем 652 при помощи ременной передачи 656. Узел 650 привода дополнительно содержит регулировочные накладки 658, 660 и регулировочные кронштейны 662, 664, 666 и 668, которые с возможностью перемещения соединены с коробом 600. Регулировочные кронштейны 662, 664, 666 и 668 с возможностью перемещения соединены с монтажными опорами 642 и 644 короба 600. Регулировочные накладки 658, 660 с возможностью перемещения прикрепляются к нижней крышке 624 корпуса короба 600. В некоторых случаях регулировочные кронштейны 664 и 668 представляют собой поворотные кронштейны, а регулировочные кронштейны 662 и 666 - вертикальные регулировочные кронштейны. Узел 650 привода дополнительно содержит монтажные проушины 670 (проиллюстрированы четыре проушины), предназначенные для крепления или подвески на раме, такой как опорная рама, стальные балки, элементы строительных конструкций и подобные конструкции.
В соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения уникальная конструкция установки грохочения позволяет в первый момент времени устанавливать короб таким образом, что дека грохота располагается под первым углом относительно горизонтальной плоскости, а затем во второй момент времени регулировать установку короба таким образом, что дека грохота располагается под вторым углом относительно горизонтальной плоскости, без необходимости полного удаления установки или существенного демонтажа установки грохочения. Это позволяет оставить установку грохочения на производственном объекте в смонтированном состоянии в течение интервала между моментами регулировки угла, который, по сути, равен интервалу от первого момента времени до второго момента времени.
Некоторые другие варианты реализации настоящего изобретения содержат способы регулировки угла наклона деки гирационной установки грохочения. Способ, который осуществляется с использованием конструкции, проиллюстрированной на фиг. 1 и 2, включает этап предоставления гирационного грохота, содержащего узел 120 привода, содержащий двигатель 280, гирационный привод, связанный с двигателем 280 ременной передачей 290, множество регулировочных кронштейнов 230, 240 и множество регулировочных накладок 210, 220. Гирационный грохот содержит также короб 130, соединенный с узлом 120 привода и содержащий корпус 150, загрузочную часть 160, разгрузочную часть 170 и по меньшей мере одну деку грохота, размещенную в корпусе 150. Короб 130 соединен с узлом 120 привода при помощи множества регулировочных кронштейнов 230, 240 и множества регулировочных накладок 210, 220. В первый момент времени короб 130 соединен с узлом 150 привода в первом положении, соответствующем первому углу 250 наклона деки грохота. Далее, короб 130 отсоединяется от множества регулировочных кронштейнов 230, 240 и множества регулировочных накладок 210, 220, а затем повторно соединяется с множеством регулировочных кронштейнов 230, 240 и множеством регулировочных накладок 210, 220 во втором положении для получения второго угла 250 наклона деки грохота. Такое изменение угла 250 наклона деки грохота выполняется в то время, когда гирационная установка грохочения остается установленной на производственном объекте и без существенного демонтажа.
В соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения сортировочное сито, размещенное на деке грохота, может быть натянуто на месте и, в случае растяжения сортировочного сита, легко может быть повторно натянуто в соответствии с необходимостью для восстановления максимальной эффективности. Сортировочное сито может содержать цельный зацеп, предназначенный для крепления к раме деки, а в некоторых случаях сортировочное сито может быть закреплено крепежными скобами.
Как проиллюстрировано на фиг. 1, 2, 4 и 6, установка грохочения может содержать навесную дверцу для извлечения сит и навесные разгрузочные лотки, которые обеспечивают возможность доступа внутрь корпуса короба без нарушения функционирования каких-либо сит или лотков для шаров с целью контроля, либо ремонта, обслуживания или замены дек грохота и их компонентов.
Очевидно, что фигуры иллюстрируют узел привода, расположенный под коробом. Однако в пределах объема настоящего изобретения узел привода может находиться в любом приемлемом положении относительно короба, например, над коробом или даже с боковой стороны короба. В некоторых случаях для получения требуемого движения, обеспечивающего выполнение грохочения, может использоваться множество узлов привода.
В соответствии с некоторыми другими аспектами настоящего изобретения можно изготовить один универсальный узел привода, который может использоваться с коробами различных размеров и формы. Размеры могут быть связаны с количеством дек грохота, размещенных в коробе. Кроме того, дополнительным преимуществом может быть снижение сложности операций замены узла привода и сокращение простоев при выполнении этих операций.
Представленные выше варианты реализации изобретения указаны для целей иллюстрации и описания. Типовые варианты реализации изобретения указаны для того, чтобы обеспечить подробное описание и полное представление объема изобретения для специалистов в данной области техники. Для обеспечения полного понимания вариантов реализации изобретения рассмотрены многочисленные специфические детали, такие как примеры конкретных компонентов, устройств и способов, которые, однако, не являются исчерпывающими или ограничивающими настоящее изобретение. Отдельные элементы или признаки конкретного варианта реализации изобретения, по сути, не ограничиваются данным конкретным вариантом реализации, а, когда это применимо, являются взаимозаменяемыми и могут использоваться в выбранном варианте реализации изобретения, даже если не были конкретно указаны или описаны. Указанные элементы и признаки могут также изменяться различными способами. Реализацию таких изменений не следует рассматривать как выход за пределы объема изобретения, при этом все указанные изменения находятся в пределах объема изобретения.
Для специалистов в данной области техники очевидно, что не обязательно использовать конкретные детали, что типовые варианты изобретения могут быть осуществлены различными способами и что реализация всех этих изменений не ограничивает объем изобретения. При рассмотрении некоторых типовых вариантов реализации изобретения не представлено подробное описание известных процессов, известных конструкций устройств и известных технологий.
Терминология, использованная в настоящем документе, предназначена только для целей описания конкретных типовых вариантов реализации изобретения и не имеет ограничительного характера. При использовании в данном документе слова, представленные в форме единственного числа, могут также охватывать форму множественного числа, если контекст явно не указывает иное. Слова «содержит», «содержащий», «включающий в себя» и «имеющий» имеют инклюзивный характер и, соответственно, обозначают наличие указанных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов и (или) компонентов, однако не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и (или) их групп. Этапы, процессы и операции способов, описанных в настоящем документе, не следует рассматривать как обязательные для выполнения в конкретном рассмотренном или проиллюстрированном порядке, если такой порядок выполнения явно не указан. Очевидно, что могут также использоваться дополнительные или альтернативные этапы.
Хотя в настоящем документе для описания различных элементов, компонентов, зон, уровней и (или) секций могут использоваться числительные «первый», «второй», «третий» и так далее, количество этих элементов, компонентов, зон, уровней и (или) секций не ограничивается указанными числительными. Эти числительные могут использоваться только для различения одного элемента, компонента, зоны, уровня или секции от другой зоны, уровня или секции. Такие числительные как «первый», «второй», а также другие числительные, использованные в настоящем документе, не обозначают последовательность или порядок, если это явно не указано контекстом. Таким образом, первый элемент, компонент, зона, уровень или секция, указанные ниже, могут быть названы вторым элементом, компонентом, зоной, уровнем или секцией без выхода за пределы принципов типовых вариантов реализации изобретения.
Слова, указывающие пространственное расположение, такие как «внутренний», «наружный», «под», «ниже», «нижний», «над», «верхний» и аналогичные слова используются в настоящем документе для упрощения описания расположения одного элемента или признака относительно другого элемента (элементов) или признака (признаков), как проиллюстрировано на фигурах. Слова, указывающие пространственное расположение, в дополнение к ориентации, представленной на фигурах, могут охватывать другие варианты ориентации устройства в процессе использования или эксплуатации. Например, если устройство, указанное на фигурах, будет перевернуто, то элементы, расположенные «ниже» или «под» другими элементами или признаками, окажутся расположенными «над» другими элементами или признаками. Таким образом, например, слово «ниже» может охватывать расположение как «выше», так и «ниже». Устройство может также иметь другую ориентацию (может быть повернуто на 90 градусов или иметь иную ориентацию) и в этом случае использованные в настоящем документе слова, указывающие пространственное расположение, будут интерпретироваться соответствующим образом.
Хотя были описаны различные варианты реализации настоящего изобретения, очевидно, что изобретение не ограничивается представленными вариантами реализации. Изменения и модификации, которые могут внести специалисты в данной области техники, ознакомившиеся с настоящим описанием, также находятся в пределах объема изобретения, определенного приложенной формулой изобретения.