ОБЛИЦОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРИКРЕПЛЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ К ОПОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ
FACING DEVICE AND METHOD OF ATTACHING FACING ELEMENTS TO SUPPORT STRUCTURE

Область техники
Изобретение относится к облицовочному устройству и способу прикрепления облицовочных элементов к опорной конструкции.
Уровень техники
Облицовочные устройства применяются для защиты поверхностей и/или конструкций в установках, которые в процессе эксплуатации подвержены значительному износу под воздействием материала, обрабатываемого указанными установками. Как правило, данные установки обрабатывают такие материалы, как песок, гравий, камень, руда и т.д., которые при добавлении воды или без добавления воды вызывают значительный износ открытых поверхностей, по которым перемещается материал. Для продления срока службы открытых поверхностей их покрывают износостойкими облицовочными элементами, выполненными из износостойкого материала. Как правило, такие износостойкие облицовочные материалы представляют собой эластомерный материал, некоторые виды керамики и комбинации указанных материалов. Облицовочные элементы обеспечивают защиту от износа в том числе для желобов, барабанов, бункеров, питателей, загрузочных ковшей, перегрузочных площадок и транспортных платформ, таких как кузова грузовиков, в камнеобрабатывающей, горнодобывающей промышленности, при производстве сухих смесей и возведении сооружений. Вследствие большого числа областей, в которых износостойкая облицовка применяется в качестве защиты от износа, указанная облицовка часто изготавливается с обеспечением возможности подгонки и вырезания для соответствия поверхности определенного типа и формы. Важно, чтобы износостойкая облицовка была хорошо прикреплена к опорной поверхности и оставалась на месте под воздействием вибраций, ударов и столкновений. Кроме того, зачастую желательно иметь возможность быстрой замены облицовки, когда она начинает изнашиваться.
Обычные способы крепления, как правило, основаны на закреплении облицовочных элементов с использованием крепежных элементов, которые обеспечивают прижим облицовочных элементов к опорной конструкции с помощью одного или более обычных болтов, таких как сквозные болты. Недостаток этих систем заключается в том, что прикрепление и открепление болтов может отнимать много времени и быть трудновыполнимым, в результате чего увеличивается время простоя установок. Еще одна проблема, связанная с крепежными устройствами согласно уровню техники, заключается в том, что они требуют приложения значительного усилия и что обслуживающий персонал подвергается высокому риску травматизма при прикреплении облицовочных элементов.
Сущность изобретения
Целью данного изобретения является усовершенствование вышеописанной технологии и уровня техники. В частности, целью данного изобретения является создание усовершенствованного облицовочного устройства и способа простого прикрепления облицовочных элементов к опорной конструкции удобным и надежным образом.
Согласно первому аспекту предложено облицовочное устройство для защиты от износа, содержащее по меньшей мере один облицовочный элемент, выполненный с возможностью прикрепления к опорной конструкции, и по меньшей мере одно приспособление, содержащее первый элемент, выполненный с возможностью размещения в сквозном отверстии указанного по меньшей мере одного облицовочного элемента или сквозном отверстии, образованном смежными облицовочными элементами, второй элемент, предназначенный для взаимодействия с указанным первым элементом так, что при взаимном соединении первого и второго элементов происходит прикрепление указанного по меньшей мере одного облицовочного элемента к опорной конструкции, при этом на наружной периферии второго элемента имеются канавки, предназначенные для взаимодействия со вспомогательным инструментом.
Возможное преимущество заключается в получении усовершенствованного облицовочного устройства, которое обеспечивает возможность более простого и быстрого монтажа и демонтажа отдельных облицовочных элементов на опорной конструкции. С помощью вспомогательного инструмента обслуживающий персонал может извлечь второй элемент из первого элемента более быстрым и удобным способом, чем в случае обычного облицовочного устройства. Еще одно преимущество заключается в исключении самой опасной стадии процесса прикрепления. Больше не нужно использовать молоток для того, чтобы с усилием вставить отдельные облицовочные элементы на место. Вместо этого используется завинчивающий инструмент, обеспечивающий прикрепление облицовочных элементов к опорной конструкции путем введения второго элемента во взаимодействие с первым элементом.
Первый элемент может быть прикреплен к опорной конструкции различными способами. Согласно некоторым вариантам выполнения первый элемент выполнен с возможностью взаимодействия с облицовочным элементом (элементами) и опорной конструкцией, при этом, когда второй элемент введен во взаимодействие с первым элементом, облицовочный элемент (элементы) прикреплен(ы) к опорной конструкции. Согласно альтернативным вариантам выполнения первый элемент выполнен с возможностью прикрепления к опорной конструкции до взаимодействия с облицовочным элементом и вторым элементом. Первый элемент может быть прикреплен с помощью сварки или с помощью болта и гайки.
Согласно некоторым вариантам выполнения канавки проходят в осевом направлении вдоль по меньшей мере части длины второго элемента.
Согласно некоторым вариантам выполнения канавки проходят в осевом направлении по всей длине второго элемента.
Согласно некоторым вариантам выполнения канавки проходят в осевом направлении вдоль ограниченной части длины второго элемента.
Согласно некоторым вариантам выполнения каждый облицовочный элемент имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие, имеющее первый окружной размер вдоль первой части в его осевом направлении и второй окружной размер вдоль второй части в его осевом направлении, причем второй окружной размер меньше первого окружного размера. Таким образом, в одном варианте выполнения в зоне перехода между указанными первой и второй частями сквозного отверстия образована упорная поверхность.
Согласно некоторым вариантам выполнения контуры окружных поверхностей смежных облицовочных элементов образуют по меньшей мере одно отверстие, имеющее первый окружной размер вдоль первой части в его осевом направлении и второй окружной размер вдоль второй части в его осевом направлении, причем второй окружной размер меньше первого окружного размера.
Согласно некоторым вариантам выполнения первый элемент представляет собой втулочный компонент, который имеет фланец с радиальным расширением, расположенный на первом конце указанного компонента.
Согласно некоторым вариантам выполнения первый элемент изготовлен из гибкого и деформируемого материала, предпочтительно выбранного из группы материалов, в которую входят термопластичный материал, полиуретан или их комбинации.
Согласно некоторым вариантам выполнения первый элемент выполнен с обеспечением расширения в радиальном направлении при взаимодействии со вторым элементом.
Согласно некоторым вариантам выполнения первый элемент имеет пазовые отверстия, расположенные в продольном направлении на втором конце, противоположном указанному первому концу.
Согласно некоторым вариантам выполнения второй элемент изготовлен из материала, выбранного из группы материалов, в которую входят керамический материал, сталь или жесткая пластмасса.
Согласно некоторым вариантам выполнения первый элемент имеет наружную резьбу, при этом второй элемент выполнен с возможностью взаимодействия с указанной резьбой первого элемента.
Согласно некоторым вариантам выполнения осевое отверстие первого элемента выполнено с возможностью размещения в нем болта для прикрепления к опорной конструкции при помощи указанного болта и гайки.
Согласно некоторым вариантам выполнения первый элемент изготовлен из материала, выбранного из группы материалов, в которую входят керамический материал, сталь или жесткая пластмасса.
Согласно некоторым вариантам выполнения второй элемент изготовлен из термопластичного материала, полиуретана или их комбинаций.
Согласно некоторым вариантам выполнения второй элемент содержит сердцевину и наружную оболочку, причем сердцевина является относительно более мягкой, чем наружная оболочка.
Согласно некоторым вариантам выполнения резьба первого элемента выполнена с обеспечением врезания в сердцевину второго элемента при навинчивании второго элемента на первый элемент.
Согласно некоторым вариантам выполнения на внутренней периферии указанного по меньшей мере одного сквозного отверстия имеется выступ, предназначенный для взаимодействия с наружной периферией и/или нижней частью второго элемента.
Согласно второму аспекту изобретения указанные и другие цели достигаются, полностью или по меньшей мере частично, с помощью способа прикрепления облицовочных элементов к опорной конструкции. Способ включает размещение отверстия облицовочного элемента или отверстия, образованного смежными облицовочными элементами, над местоположением прикрепления на опорной конструкции, причем указанное отверстие имеет первый окружной размер вдоль первой части и второй окружной размер вдоль второй части в его осевом направлении, обеспечение взаимодействия первого элемента с опорной конструкцией и взаимодействия второго элемента с первым элементом путем введения вспомогательного инструмента во взаимодействие с канавками, выполненными на наружной периферии второго элемента, и обеспечение вкручивающего перемещения второго элемента с прикреплением тем самым облицовочного элемента или облицовочных элементов к опорной конструкции.
Согласно одному варианту выполнения данного второго аспекта этап размещения отверстия облицовочного элемента или отверстия, образованного смежными облицовочными элементами, над местоположением прикрепления на опорной конструкции выполняют до обеспечения взаимодействия первого элемента с опорной конструкцией и последующего взаимодействия второго элемента с первым элементом.
Согласно другому варианту выполнения данного второго аспекта этап обеспечения взаимодействия первого элемента с опорной конструкцией выполняют до размещения отверстия облицовочного элемента или отверстия, образованного смежными облицовочными элементами, над местоположением прикрепления на опорной конструкции и последующего обеспечения взаимодействия второго элемента с первым элементом.
Эффекты и признаки второго аспекта в значительной степени аналогичны эффектам и признакам, описанным выше в отношении первого аспекта.
Другие цели, признаки и преимущества данного изобретения станут понятны из нижеследующего подробного описания, прилагаемой формулы изобретения, а также чертежей. Следует отметить, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям признаков.
В целом, все термины, используемые в формуле изобретения, следует интерпретировать согласно их обычному значению в данной области техники, если явно не указано иное. Все ссылки на «элемент», «устройство», «компонент», «средство», «этап» и т.д. следует толковать открытым образом как указание на наличие по меньшей мере одного такого элемента, устройства, компонента, средства, этапа и т.д., если явно не указано иное.
Используемое в данном документе слово «содержащий» и его производные не исключают другие дополнения, компоненты, объекты или этапы.
Используемое в данном документе выражение «выполненный с возможностью размещения», например во фразе «первый элемент, выполненный с возможностью размещения в сквозном отверстии», означает, что по меньшей мере часть первого элемента может быть пространственно размещена внутри указанного отверстия.
Краткое описание чертежей
Вышеуказанные, а также дополнительные цели, особенности и преимущества данного изобретения станут более понятны из нижеследующего иллюстративного и неограничивающего подробного описания вариантов выполнения изобретения, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых для обозначения одинаковых элементов могут использоваться одинаковые номера позиций и на которых:
фиг. 1а-с изображают вариант выполнения второго элемента, при этом
фиг. 1а изображает вид сбоку, фиг. 1b изображает разрез по линии А-А, а
фиг. 1с изображает разрез по линии В-В,
фиг. 2а-b иллюстрируют последовательность этапов способа прикрепления согласно одному иллюстративному варианту выполнения изобретения,
фиг. 3а-3b изображают разрезы, соответствующие видам на фиг. 2а-b,
фиг. 4 изображает облицовочное устройство согласно одному варианту выполнения,
фиг. 5а-d иллюстрируют последовательность этапов способа прикрепления согласно одному иллюстративному варианту выполнения изобретения,
фиг. 5е изображает облицовочное устройство согласно одному варианту выполнения.
Подробное описание
На фиг. 2а-b и фиг. 3а-b изображено облицовочное устройство 3 с различными элементами, входящими в состав приспособления, используемого для прикрепления облицовочных элементов 1 к опорной конструкции 2, согласно одному иллюстративному варианту выполнения. Как правило, облицовочные элементы 1 используются для установок, поверхности которых подвергаются износу, таких как питатели, желоба, бункеры, силосные хранилища, барабаны, кузова грузовиков и т.д. Таким образом, опорная конструкция 2 может представлять собой опорную поверхность такой установки. Как вариант, опорная конструкция 2 может представлять собой раму, сетку и т.п. Крепежное приспособление, в первую очередь, содержит первый элемент 4 и второй элемент 5.
Облицовочный элемент 1 имеет сквозное отверстие 8, имеющее первый окружной размер вдоль первой части 81 в его осевом направлении и второй окружной размер вдоль второй части 82 в его осевом направлении. Таким образом, в зоне перехода между первой частью 81 и второй частью 82 образована упорная поверхность 83. Облицовочный элемент 1 расположен на опорной поверхности 20 с обеспечением совмещения местоположения прикрепления на поверхности 20 и сквозного отверстия 8.
Первый элемент 4 располагают в сквозном отверстии 8 и вставляют в него. Первый элемент 4 представляет собой втулочный компонент, имеющий осевое отверстие 41, фланец 42, расположенный на первом конце 44 указанного компонента, и пазовые отверстия 43, расположенные в продольном направлении на втором конце 45, противоположном первому концу 44. Когда первый элемент 4 расположен в отверстии 8 и вставлен в него, нижняя поверхность фланца 42 лежит на упорной поверхности 83.
Затем второй элемент 5 располагают и устанавливают с обеспечением его взаимодействия с первым элементом 4 и вкручивают в первый элемент 4 так, что первый элемент 4 расширяется в радиальном направлении и закрепляет облицовочный элемент 1 на месте на опорной конструкции 2, см. фиг. 2b и 3b.
На фиг. 1а-с изображен вариант выполнения второго элемента 5. Второй элемент 5 содержит первую часть 51 и вторую часть 52. На наружной периферии первой части 51 имеются разнесенные канавки 9, которые проходят от верхнего участка первой части 51 до ее нижнего участка в осевом направлении вдоль всей длины первой части 51. Канавки 9 используются в процессе прикрепления второго элемента к первому элементу 4 и открепления от него, что может быть выполнено при помощи вспомогательного инструмента 10 (см. фиг. 4 и 5c-d). Как видно на фиг. 4 и 5с-d, инструмент 10 имеет вал 11 и кольцевую нижнюю секцию, на нижней части которой расположены разнесенные выступы 12. Выступы 12 выполнены так, что они соответствуют канавкам 9, выполненным на наружной периферии второго элемента 5. Если канавки 9 забиты материалом, таким как мелкие частицы и т.п., выступы могут проталкивать материал глубже в канавки 9 второго элемента 5 для вхождения в контакт с ними. Главное преимущество данного изобретения заключается в том, что даже несмотря на то что второй элемент 5 подвергается значительному износу в процессе эксплуатации, инструмент 10 по-прежнему может использоваться для его удаления. Это возможно вследствие того, что канавки 9 проходят по всей высоте первой части 51 второго элемента 5 или по меньшей мере вдоль значительной части указанной высоты.
В соответствии с вариантом выполнения, изображенным на фиг. 1а-с, 2а-b и 3а-b, вторая часть 52 второго элемента 5 имеет наружную резьбу 53, предназначенную для взаимодействия с осевым отверстием 41 первого элемента 4. В данном варианте выполнения первый элемент 4 предпочтительно изготовлен из довольно гибкого или деформируемого материала и предпочтительно может быть разделен на две или более частей, например, изображенными пазовыми отверстиями 43. Второй элемент 5 предпочтительно изготовлен из твердого, более жесткого материала, который является достаточно прочным, чтобы деформировать относительно более мягкий материал первого элемента 4.
В альтернативных вариантах выполнения резьба имеется на обоих элементах 4, 5, но возможен вариант, когда резьба выполнена только на одном из указанных двух элементов 4, 5. Если имеется внутренняя резьба в первом элементе 4, то второй элемент 5 вкручивается в первый элемент 4 и деформируется в соответствии с его внутренней резьбой с обеспечением тем самым запирающего взаимного соединения между двумя элементами 4, 5. Если имеется наружная резьба на втором элементе 5, он вкручивается в первый элемент 4 так, что первый элемент 4 деформируется в соответствии с наружной резьбой второго элемента 5 с обеспечением тем самым запирающего взаимного соединения между двумя элементами 4, 5. Материалы выбирают таким образом, что элемент 4, 5, имеющий резьбу, обычно является более твердым, чем элемент 4, 5, деформируемый в результате ввинчивания.
В другом альтернативном варианте выполнения оба элемента 4, 5 имеют соответствующую резьбу, но она выполнена не сплошным образом. В данном случае соответствующие резьбовые участки разнесены с соответствующими интервалами в окружном направлении элементов 4, 5. Это означает, что при заданном взаимном положении первого и второго элементов 4, 5 второй элемент 5 может перемещаться вертикально вниз внутри первого элемента 4 до тех пор, пока не остановится у нижней части первого элемента 4. Затем второй элемент 5 поворачивают так, что резьбовые части первого и второго элементов 4, 5 входят в соединение друг с другом, второй элемент 5 перемещается дальше в первый элемент 4, и указанные элементы оказываются заблокированы.
На фиг. 4 изображено облицовочное устройство 3 с парой приспособлений, каждое из которых содержит первый и второй элементы 4, 5 согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 1а-b, 2а-b и 3а-b, которые расположены и прикреплены к опорной конструкции 2, и с одним приспособлением, показанным в состоянии готовности к установке и вкручиванию на место.
На фиг. 5а-5е изображен другой вариант выполнения предложенного облицовочного устройства 3'. На фиг. 5а изображен первый элемент 4', прикрепляемый к опорной конструкции 2 с помощью болта 6 и гайки 7. Первый элемент 4' имеет наружную резьбу и является полым, так что болт 6 может быть введен в указанный элемент, затем проведен через опорную конструкцию 2 и прикреплен к конструкции 2 снизу с помощью гайки 7. Первый элемент 4' выполнен с возможностью размещения в сквозном отверстии 8 облицовочного элемента 1 или в сквозном отверстии 8, образованном смежными элементами 1, которые необходимо прикрепить к конструкции 2. Первый элемент 4' в данном варианте выполнения предпочтительно изготовлен из твердого материала, такого как керамический материал, сталь или жесткий пластмассовый материал.
Второй элемент 5', как показано на фиг. 5с и 5d, также является кольцевым и имеет внутреннюю резьбу, предназначенную для взаимодействия с наружной резьбой первого элемента 4' для прикрепления облицовочного элемента (элементов) 1 к опорной конструкции 2. Второй элемент 5' имеет разнесенные канавки 9, выполненные на его наружной периферии, и предпочтительно изготовлен из термопластичного материала. Канавки 9 проходят от верхней части второго элемента 5' к его нижней части в осевом направлении вдоль всей длины указанного элемента. Канавки 9 используются в процессе прикрепления второго элемента 5' к первому элементу 4' или открепления от него, что может быть выполнено с помощью вспомогательного инструмента 10 (фиг. 5с и 5d). Инструмент 10 является таким же инструментом, как описанный выше для варианта выполнения, изображенного на фиг. 1-4
На фиг. 5а-d проиллюстрирована последовательность этапов прикрепления облицовочного элемента (элементов) 1 к опорной конструкции 2 согласно одному иллюстративному способу прикрепления.
На первом этапе (фиг. 5а) первый элемент 4' прикрепляют к конструкции 2 с помощью болта 6 и гайки 7. Первый элемент 4' является полым, при этом в его нижней части выполнена внутренняя кольцевая упорная поверхность (не показана). При сборке с опорной конструкцией 2 головка болта 6 упирается в данную упорную поверхность. Вместо использования отдельного болта 6 также возможно выполнение на нижнем конце первого элемента 4' резьбового выступа, с помощью которого элемент 4 может быть прикреплен к конструкции 2 посредством гайки 7. В этом случае первый элемент 4' может иметь осевое отверстие или может быть сплошным.
Затем на втором этапе (фиг. 5b) облицовочный элемент 1, который необходимо прикрепить к опорной конструкции 2, размещают над первым элементом 4' так, что первый элемент 4' входит в сквозное отверстие 8 облицовочного элемента (элементов) 1.
Наконец, на третьем этапе (фиг. 5с-d) второй элемент 5' навинчивают на первый элемент 4' так, что внутренняя резьба второго элемента 5' взаимодействует с наружной резьбой первого элемента 4'. Вспомогательный инструмент 10 используют для поворота второго элемента 5', выполняемого путем введения выступов 12 инструмента 10 во взаимодействие с канавками 9 второго элемента 5' и последующего поворота вала 11 инструмента 10. Когда второй элемент 5' полностью накручен на первый элемент 4', верхняя часть второго элемента 5' расположена на одном уровне с верхней поверхностью облицовочного элемента 1.
Облицовочный элемент (элементы) 1, изображенный на фиг. 2а-b, 3а-b и 5а-b, имеет сквозные отверстия 8, имеющее первый окружной размер вдоль первой части 81 и второй окружной размер вдоль второй части 82 в его осевом направлении. Кроме того, наружный окружной размер второго элемента 5' (вариант выполнения, изображенный на фиг. 5а-b) и первой части 51 второго элемента 5 (вариант выполнения, изображенный на фиг. 2а-b, 3а-b) меньше указанного первого окружного размера сквозного отверстия 8 и больше наружного окружного размера сквозного отверстия 8. Другими словами, сквозные отверстия 8 являются так называемыми ступенчатыми отверстиями. Данная особенность обеспечивает возможность прохождения второго элемента 5' (вариант выполнения, изображенный на фиг. 5а-b) и первой части 51 второго элемента 5 (вариант выполнения, изображенный на фиг. 2а-b, 3а-b) в облицовочный элемент (элементы) 1 и по меньшей мере частичного заполнения ими объема, образованного первой частью 81 сквозного отверстия 8, имеющей первый окружной размер.
На фиг. 5е к сетчатой опорной конструкции 2 прикреплены три облицовочных элемента 1. Как показано на фиг. 5а-е, сквозное отверстие 8 образовано окружными поверхностями 16 смежных облицовочных элементов 1, 1', имеющими контуры 8а, 8b, которые образуют по меньшей мере одно отверстие 8, причем указанное по меньшей мере одно отверстие 8 имеет первый окружной размер вдоль первой части в его осевом направлении и второй окружной размер вдоль второй части в его осевом направлении, при этом второй окружной размер меньше первого окружного размера.
Специалисту должно быть понятно, что возможно выполнение ряда модификаций вариантов выполнения, описанных в данном документе, без отклонения от объема изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.
Например, форма и размер вышеописанных компонентов могут быть изменены любым подходящим образом. В частности, размеры первой части второго элемента 5, 5' могут быть выбраны так, чтобы соответствовать толщине облицовочного элемента (элементов) с обеспечением тем самым улучшенной защиты элемента 5, 5' от износа. Первый элемент 4, 4' и второй элемент 5, 5' могут иметь кольцевую форму, а также другие формы, подходящие для выполняемой ими задачи. То же самое относится к внутренней резьбе, наружной резьбе и канавкам 8.
Внутренняя и/или наружная резьба могут иметь наклонный профиль, при этом один предпочтительный угол наклона может составлять приблизительно 45°.
Канавка 8 может проходить по всей длине второго элемента 5' или вдоль заданного отрезка длины элемента 5' либо проходить по всей длине первой части 51 второго элемента 5 или вдоль заданного отрезка длины элемента 5.
Специалисту также должно быть понятно, что первый элемент 4 может иметь верхнюю часть в виде фланца и т.п., располагаемую под защитным модулем 1, то есть непосредственно на панельной опоре 2. В данном случае фланец может быть расположен в выемке и т.п., образованной в опоре 2 и/или в нижней поверхности модуля 1, для создания ровной контактной поверхности между модулем 1 и опорой 2.
Приспособление может содержать один или более дополнительных элементов. Например, между первым элементом 4, 4' и вторым элементом 5, 5' может быть расположен зажимной элемент, имеющий осевое отверстие и расположенный так, что указанный зажимной элемент прижат в направлении опорной конструкции 2 при взаимном соединении первого элемента 4, 4' и второго элемента 5, 5'. Таким образом, если облицовочные элементы 1, 1' расположены между зажимным элементом и опорной конструкцией 2, зажимной элемент может использоваться для прижатия облицовочных элементов 1, 1' к конструкции 2. Одним примером такого зажимного элемента является крестовой крепежный элемент, описанный в патентном документе WO 2007/008135 А1.