BR112016013606B1

BR112016013606B1 - Sistema de fixação 3 em 1 e método de montagem de um sistema de fixação 3 em 1

Info

Publication number: BR112016013606B1
Application number: BR112016013606-3A
Authority: BR
Inventors: G. Mario POBLETE
Original assignee: American Screw De Chile Limitada
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2021-10-26
Also published as: CA2933644A1; BR112016013606A8; PE20160908A1; EP3081306A1; CL2013003582A1; BR112016013606A2; CA2933644C; NZ721403A; US20160305467A1; AU2014361669A1; MX2016007724A; US10371194B2; AU2014361669B2; AR098676A1; WO2015085444A1

Abstract

sistema de fixação e método de montagem de um sistema de fixação a presente invenção refere-se a um sistema de fixa ão de extração rápida para couraças e revestimento de moinhos utilizados na indústria mineradora para a moagem de minerais. o sistema de fixação 3 em 1 para couraças de revestimentos de moinhos utilizados par a a moagem de minerais que permite a instalação e a extração rápida em uma só etapa e mediante o uso de ferramentas convencionais, que compreende uma ar ruela metálica (1), um elemento de submissão (2, 200) e uma arruela de bor racha (5), que estão concentricamente unidos para ser acoplados e assim fixar a couraça de um moinho, a arruela metálica (1) possui uma ou mais aberturas internas (3) que recebem um ou mais elementos de retenção (4) para reter o elemento de submissão (2, 200) ao interior da dita arruela metálica (1).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de fixação de extração rápida para couraças e revestimento de moinhos utilizados na indústria mineradora para a moagem de minerais.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] As couraças internas de moinhos Autógenos ou Semiautógenos (SAG) utilizados na indústria mineradora para a moagem de minerais fixam-se ao envoltório do moinho por meio de pinos que são introduzidos principalmente a partir do interno do mesmo para transpassar o envoltório do moinho por uma perfuração. Quando a ponta do pino está fora do moinho, a mesma se acopla a uma arruela de borracha, a uma arruela de aço e um parafuso. Essa operação é realizada, de modo geral, por vários operários que, utilizando ferramentas pneumáticas, retiram os parafusos e, de maneira separada, as arruelas, o que implica em inúmeras horas de trabalho para realizar esses três processos, considerando-se a envergadura deste tipo de moinho e a grande quantidade de elementos de fixação que estão dispostos.

[003] As arruelas utilizadas para a fixação das couraças desse tipo de moinho correspondem a arruelas do tipo copo, que são formadas por uma seção metálica oca, na qual está alojada uma arruela de borracha que tem como função realizar uma vedação que evita o escoamento de fluidos a partir do interno do moinho. O exemplo desse tipo de sistemas de fixação é aquele divulgado pela patente CA1120966.

[004] Esse tipo de arruelas é fixado junto à superfície do moinho por meio de um parafuso de segurança de modo a fornecer um aperto forte e capaz de resistir a vibrações sem romper, o que muitas vezes dificulta a extração do parafuso e posteriormente a extração da arruela para realizar a troca de couraças.

[005] Em muitos casos, os operários devem golpear os elementos de fixação para soltá-los e, em casos extremos, cortar os parafusos mediante processos de Oxicorte. Adicionalmente, as arruelas de borracha costumam permanecer aderidas ao pino de fixação, o que implica um esforço adicional por parte dos operários para extrair esses elementos, valendo-se muitas vezes de ferramentas não especializadas para o mesmo.

[006] Existem no estado da técnica soluções que tentaram resolver o problema de extrair parafusos e arruelas de couraças de moinho. Um exemplo das mesmas é aquela divulgada pelo pedido de patente n° CL 30692008 que propõe um parafuso de extração rápida para fixações de couraças de moinho sem que seja necessário efetuar desaparafusar o mesmo. Para isso, é fornecido um parafuso com entalhes na periferia e normais em relação às faces planas que permitem concentrar tensões quando se aplica uma cunha entre as mesmas. Com isso, é criada uma fissura e finalmente são separadas as faces para permitir o avanço da fenda até se atingir a ruptura e a separação total das partes.

[007] A dita solução enquanto fornece um mecanismo de rápida extração do parafuso supõe um processo complexo e não sugere um mecanismo de extração específico para as arruelas utilizadas nesse tipo de fixações segundo o que foi explicado anteriormente.

[008] De maneira similar, o pedido de patente n° CL 1886-2011 divulga um parafuso para ser extraído de maneira rápida de pinos de sustentação de placas de revestimento de moinhos, o qual está conformado por um corpo externo hexagonal oco e um corpo interno cilíndrico constituído por uma bucha dividida com um fio interno. Para o afrouxamento do parafuso, é utilizada uma ferramenta pneumática ou hidráulica para expulsar o corpo hexagonal externo, em seguida o corpo cilíndrico interno que se encontra rosqueado ao pino, é golpeado com uma ferramenta menor, tal como um martelo de tal forma que as duas metades partidas sejam abertas, ficando o parafuso e o pinos liberados.

[009] Novamente, a solução fornecida não sugere um mecanismo de extração para as arruelas utilizadas nesse tipo de fixações, o qual, como no caso anterior, exige o uso de ferramentas adicionais e processos complexos para a extração do parafuso.

[010] Por outro lado, o pedido de modelo de utilidade n° CL 1822011 divulga uma arruela de ajuste, para um sistema de sustentação de moinhos de tratamento de minerais conhecida no mercado com o nome de “Elingol”. Essa arruela de ajuste consiste principalmente em uma arruela de aço forjada com um dispositivo de arraste solidário a qual tem aderida uma orelha metálica e uma arruela de borracha vulcanizada a quente à anterior. A arruela é instalada de forma convencional sobre o pino para que um parafuso finalmente aperte o conjunto. A retirada do sistema de sustentação é realizada mediante uma chave de impacto fornecida de um dado que possui em sua periferia um dispositivo que toma a arruela e a faz girar junto com o parafuso para fora.

[011] Esta invenção, embora permita a extração do sistema de sustentação de maneira mais rápida que os sistemas convencionais, deve ser realizada através de uma ferramenta especializada, a qual deve estar configurada para poder enganchar tanto o parafuso como a arruela. Isso supõe um aumento nos custos de manutenção. Ademais, esta patente não menciona o mecanismo de inserção da arruela e parafuso no pino de ancoragem, o qual, dado as características da invenção, permite supor que esse processo deve ser realizado em passos diferentes e com ferramentas diferentes.

[012] Outro inconveniente associado às invenções mencionadas é que os componentes do sistema de sustentação de couraças, a saber, parafuso e arruela são fornecidos de maneira separada, o qual pode dificultar o manuseio dos mesmos e representar um risco quando se trabalha com os mesmos em altura, por exemplo, sobre andaimes.

[013] Portanto, após observar os inconvenientes observados nos dispositivos relacionados com a presente invenção e que formam parte do estado da técnica, é um objetivo da presente invenção fornecer um sistema de fixação de extração rápida para couraças e revestimentos de moinhos de maneira integral, ou seja, que consiste em um conjunto 3 em 1, permitindo sua inserção e extração em um só passo e mediante o uso de uma única ferramenta convencional, o qual permite acelerar os processos de inserção e extração dos sistemas de fixação associados à manutenção de moinhos e aumentar assim a segurança do dito processo.

[014] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um sistema de fixação que impeça sua desmontagem para reparações não autorizadas, evitando assim o mal-uso e os possíveis danos associados.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[015] A presente invenção corresponde a um sistema de fixação de extração rápida para couraças e revestimentos de moinhos utilizados na indústria de mineração para a moagem de minerais que consiste principalmente uma arruela metálica do tipo taça, com uma arruela de borracha concêntrica vulcanizada em seu interno, à qual é unido um elemento de sustentação mediante um elemento de retenção, formando um sistema 3 em 1, de modo que, conforme o dito elemento de sustentação se desloca por meio do torque aplicado ao mesmo, arraste consigo as arruelas.

[016] Em uma primeira realização da invenção, o elemento de sustentação corresponde a um parafuso cuja abertura é concêntrica à arruela metálica, para receber um pino do tipo utilizado para a sustentação de couraças em moinhos para a moagem de minerais. Por outro lado, a porção interna superior da arruela se concentra configurada com uma abertura alinhada para receber o elemento de retenção, que tem capacidade para reter o parafuso especialmente configurado para ficar inserido na dita arruela de modo que ambos os elementos se mantenham axialmente unidos, porém, radialmente soltos, tanto na operação de inserção como extração do sistema de fixação da presente invenção.

[017] A operação de instalação do sistema de fixação de acordo com a realização descrita anteriormente é executada introduzindo-se primeiramente a abertura da arruela metálica com a arruela de borracha em seu interno na ponta do pino. Uma vez corretamente posicionada a arruela e exercendo-se pressão com a fim de que o conjunto seja inserido até que o fio do pino entre em contato com o fio interno do parafuso, é utilizada uma ferramenta convencional para girar o parafuso de modo que o mesmo se desloque axialmente através do pino e ao mesmo tempo em que seja empurrado por contato com a arruela. Uma vez que a arruela metálica entre em contato com a superfície do moinho, estando a arruela de borracha corretamente posicionada contra o pino para a vedação do mesmo e chegando o parafuso ao seu deslocamento máximo ao longo do pino, o sistema de fixação se encontra em sua posição correta.

[018] Para retirar o sistema de fixação, basta posicionar a ferramenta convencional sobre o parafuso o qual, ao deslocar-se através do pino mediante o torque aplicado pela ferramenta, arrasta consigo a arruela devido ao elemento de retenção disposto entre os mesmos.T

[019] Em uma segunda realização da invenção, o elemento de sustentação corresponde a um pino especialmente projetado para ficar inserido na arruela metálica e retido pelo elemento de retenção disposto entre a arruela metálica e o dito pino, de modo que ambos os elementos se mantenham axialmente unidos, porém, radialmente soltos, tanto na operação de inserção como de extração do sistema de fixação da presente invenção.

[020] A operação de inserção do sistema de fixação de acordo com a realização descrita anteriormente é executada introduzindo-se primeiramente o sistema através do pino pela perfuração do envoltório do moinho até o fio do mesmo entrar em contato com um fio em uma perfuração do revestimento no interior do moinho. Uma vez corretamente posicionado, o sistema de fixação através da perfuração do envoltório do moinho é realizado com uma ferramenta convencional para girar a cabeça do pino de modo que o mesmo se desloque através do fio do revestimento e ao mesmo tempo seja empurrado por contato com as arruelas.

[021] Uma vez que a arruela metálica entre em contato com a superfície do moinho, estando a arruela de borracha corretamente posicionada contra a perfuração do moinho para sua vedação e chegando o pino a seu deslocamento máximo para o interno da perfuração do moinho, o sistema de fixação se encontra em sua posição correta.

[022] Desse modo, a invenção que será descrita de forma detalhada a seguir fornece um sistema de fixação simples e de extração rápida em um único passo, o qual pode ser executado mediante o uso de ferramentas convencionais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[023] A figura 1 mostra uma vista geral do sistema de fixação de acordo com uma primeira realização da invenção.

[024] A figura 2 mostra uma vista em corte do sistema de fixação de acordo com uma primeira realização da invenção.

[025] A figura 3 mostra uma vista geral do sistema de fixação de acordo com uma segunda realização da invenção.

[026] A figura 4 mostra uma vista em corte do sistema de fixação de acordo com uma segunda realização da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[027] De acordo com uma primeira realização da presente invenção e tal como é ilustrado na figura 1, é fornecido um sistema de fixação de instalação e extração rápida para couraças e revestimentos de moinhos que consiste em uma arruela metálica (1) do tipo taça em conjunto com um parafuso (2), os quais se unem concentricamente para fixar os revestimentos ao envoltório de um moinho inserindo-se em um pino utilizado para esse tipo de fixações (não mostrado).

[028] De acordo com a figura 2, a arruela metálica (1) tem forma circular troncocônica convergente até o centro, com um núcleo (6) e paredes laterais (7) entre as quais se encontra vulcanizada, por baixo do núcleo, uma arruela de borracha (5), a qual possui uma perfuração central concêntrica a uma perfuração de arruela (8) disposta no dito núcleo (6).

[029] Na porção superior interna da arruela metálica (1), próxima à borda superior, é disposta uma abertura interna (3) cuja profundidade é pelo menos 2/3 da espessura da parede lateral (7).

[030] Em uma realização preferencial da invenção, a arruela metálica (1) possui pelo menos duas aberturas internas (3) opostas pelas quais é introduzido o elemento de retenção (4), que pode consistir, por exemplo, em passadores do tipo Seagers, os quais se comprimem durante a montagem para serem introduzidos nas e que em seguida se expandem, estando em sua posição final. Outro tipo de elementos de retenção pode ser utilizado como, por exemplo, pregos ou qualquer outro tipo de passador conhecido no estado da técnica.

[031] O parafuso (2) possui uma cabeça de parafuso (11) e é disposto entre as paredes laterais (7) da arruela metálica (1) com sua face inferior apoiada sobre a face superior do núcleo (6). Ademais, a porção inferior do parafuso (2) possui em todo seu perímetro um rebaixamento inferior (9) que se encaixa aos elementos de retenção (4) quando os mesmos se encontram devidamente inseridos nas aberturas internas (3) da arruela metálica (1), em que a profundidade do dito rebaixamento interno (9) é, de preferência, pelo menos 1/3 do comprimento das aberturas internas (3). Do mesmo modo, a altura das aberturas internas (3), assim como o rebaixamento interno (9), é substancialmente maior que a altura dos elementos de retenção (4) para permitir o encaixe entre os mesmos. Adicionalmente, o fio interno (10) do parafuso (2) é concêntrico à perfuração da arruela (8) e à perfuração da arruela de borracha (5) de modo que o conjunto completo possa ser inserido em um pino para couraças de moinho de moagem de minerais.

[032] A configuração anterior permite o giro do parafuso (2) em relação à arruela (1), porém, não permite a separação desses elementos ao deslocar-se ao conjunto no eixo geométrico axial, dado que as paredes do rebaixamento interno (9) colidem com os elementos de retenção (4), permitindo a rápida inserção e extração do conjunto em um pino mediante o giro do parafuso (2), o qual arrasta consigo a arruela (1) em ambos os sentidos.

[033] De acordo com uma segunda realização da presente invenção e tal como é ilustrado na figura 3, é fornecido um sistema de fixação de instalação e extração rápida para couraças e revestimentos de moinhos que consistem na arruela metálica (1) descrita anteriormente em conjunto com um pino (200) especialmente projetado, os quais se unem concentricamente para ancorar revestimentos ao envoltório de um moinho.

[034] De acordo com a figura 4, o pino (200) está configurado com uma cabeça de pino (201), corpo de pino (202), rebaixamento interno de pino (203) e fio de pino (204), em que o corpo do pino (202) está disposto entre as paredes laterais (7) da arruela metálica (1) com a face inferior da cabeça de pino (201) apoiada sobre a face superior do núcleo (6). Ademais, o rebaixamento interno de pino (203) encontra-se na porção inferior da cabeça, encaixando-se aos elementos de retenção (4) quando os mesmos se encontram devidamente inseridos nas aberturas interiores (3) da arruela metálica (1), em que a profundidade do rebaixamento interno de pino (202) é, de preferência, pelo menos 1/3 da largura das aberturas interiores (3). Do mesmo modo, a altura do rebaixamento de pino (202) é substancialmente menor que a altura dos elementos de retenção (4) para permitir o encaixe entre os mesmos.

[035] A configuração anterior permite o giro do pino (200) em relação à arruela (1), porém, não permite a separação desses elementos ao deslocar o conjunto no eixo geométrico axial, dado que as paredes do rebaixamento interno de pino (202) colidem com os elementos de retenção (4), permitindo a rápida inserção e extração do conjunto em um revestimento de moinho mediante o giro da cabeça de pino (201) do pino (200), o qual arrasta consigo a arruela (1) em ambos os sentidos.

[036] Nas realizações descritas anteriormente, a cabeça (11, 201) do elemento de sustentação que atua como a ferramenta de inserção e extração do sistema de fixação da presente invenção, corresponde a uma cabeça de parafuso hexagonal convencional em que o diâmetro total do elemento de sustentação é menor que o diâmetro total da arruela (1). No entanto, a presente invenção não se limita a um único tipo de cabeça e diâmetro de arruela, os quais podem ser de qualquer existente no mercado de modo que o conjunto possa ser extraído com qualquer ferramenta convencional conhecida no estado da técnica.

[037] Do mesmo modo, a arruela de borracha (5) é vulcanizada em toda a superfície inferior interna da arruela (1), a qual, além de possuir uma seção sobressalente (12) que converge até o centro da arruela, permitindo assim a vedação da superfície do moinho na qual é utilizado o sistema de fixação. No entanto, a presente invenção permite a vulcanização de diversos tipos de arruelas de borracha com distintas dimensões e formas que se adaptem aos requisitos do sistema de sustentação a ser utilizado.

[038] O processo de montagem do sistema de fixação conforme a presente invenção consiste, então, em dispor uma arruela metálica (1) do tipo taça e vulcanizar em sua porção inferior uma arruela de borracha (5) com uma abertura central concêntrica à perfuração de arruela (8). Em seguida, montar o elemento de sustentação (2, 200) à parte superior interna da arruela metálica (1) de modo que o rebaixamento interno (9, 202) do dito elemento de sustentação se encaixe aos elementos de retenção (4) e não possa ser separado da arruela metálica (1).

[039] De maneira adicional, as características do sistema de fixação da presente invenção não permitem a desmontagem de seus elementos, devido à configuração do elemento de retenção ao interior das aberturas da arruela, com o qual, uma vez montado o elemento de sustentação, a única maneira de separar os elementos é por meio da destruição do sistema, evitando- se, assim, o reparo não autorizado e o mau uso.

Claims

1. SISTEMA DE FIXAÇÃO 3 em 1 para couraças de revestimentos de moinhos utilizados para a moagem de minerais que permite a instalação e a extração rápida em uma só etapa e mediante o uso de ferramentas convencionais, que compreende uma arruela metálica (1), um elemento de submissão (2, 200) e uma arruela de borracha (5), que estão concentricamente unidos para ser acoplados e assim fixar a couraça de um moinho e em que o elemento de submissão (2, 200) está conectado à arruela metálica (1) por meio de um ou mais elementos de retenção (4), caracterizado pelo um ou mais elementos de retenção (4) estarem dispostos entre uma ou mais aberturas internas (3) alinhadas em uma porção superior da arruela metálica (1) e um rebaixamento interno (9, 202) em uma cabeça (11, 201) do elemento de submissão (2, 200).

2. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela arruela metálica (1) ser formada por um núcleo (6), paredes laterais (7) e perfuração de arruela (8).

3. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelos um ou mais elementos de retenção (4) serem uma proteção do tipo anel de retenção.

4. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelos um ou mais elementos de retenção (4) serem um passador do tipo pino prisioneiro.

5. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo elemento de submissão (2, 200) ser um parafuso (2) que possui fio interno (10), cabeça do parafuso (11), em que, ainda, a porção inferior do parafuso (2) é disposta entre as paredes laterais (7) da arruela metálica (1) com sua face inferior apoiada sobre a face superior do núcleo (6) da arruela métlica (1).

6. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela profundidade do rebaixamento interno (9) ser pelo menos 1/3 da largura das uma ou mais aberturas internas (3) da arruela metálica (1).

7. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo elemento de submissão (2, 200) ser um pino (200) que possui uma cabeça de pino (201), corpo de pino (203) e fio de pino (204), em que, ainda, o corpo de pino (202) é disposto entre as paredes laterais (7) da arruela metálica (1) com a face inferior da cabeça de pino (201) apoiada sobre a face superior do núcleo (6) da arruela metálica (1).

8. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela profundidade do rebaixamento interno de pino (202) ser pelo menos 1/3 da largura das umas ou mais aberturas internas (3) da arruela metálica (1).

9. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pela cabeça (11, 201) do elemento de submissão (2, 200) corresponder a uma cabeça de hexagonal de segurança.

10. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo maior diâmetro externo do elemento de submissão (2, 200) ser menor que o maior diâmetro externo da arruela metálica (1).

11. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela arruela de borracha (5) ser vulcanizada entre as paredes laterais (7) e por baixo do núcleo (6) da arruela metálica (1).

12. SISTEMA DE FIXAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 e 11, caracterizado pela arruela de borracha (5) possuir uma perfuração central e uma seção protuberante (12) que converge até o centro da mesma.

13. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM SISTEMA DE FIXAÇÃO 3 em 1 para couraças de revestimentos de moinhos utilizados para a moagem de minerais que permite a instalação e extração rápidas em uma só etapa e mediante o uso de ferramentas convencionais, o sistema de fixação sendo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, o método compreendendo a etapa de:- dispor uma arruela metálica (1);o método sendo caracterizado por compreender ainda as etapas de:- vulcanizar em sua posição inferior uma arruela de borracha (5) com uma abertura central concêntrica a uma perfuração de arruela metálica (1);- introduzir elementos de retenção (4) através de uma ou mais aberturas internas (3) alinhadas em uma porção superior da arruela metálica (1);- montar concentricamente um elemento de submissão (2, 200) na parte superior interna da arruela metálica (1) de modo que um rebaixamento interno (9, 202) da cabeça (11, 201) do elemento de submissão (2, 200) se encaixe aos elementos de retenção (4) da arruela metálica (1) localizados no rebaixamento interno (9, 202).

14. MÉTODO DE MONTAGEM, de acordo com a reivindicação13, caracterizado pelo elemento de submissão (2) ser um parafuso (2).

15. MÉTODO DE MONTAGEM, de acordo com a reivindicação13, caracterizado pelo elemento de submissão (200) ser um pino (200).