BR112018006484B1

BR112018006484B1 - Dispositivo antirrotação e método para cabeçote triturador de cone

Info

Publication number: BR112018006484B1
Application number: BR112018006484-0A
Authority: BR
Inventors: Mark Henry Vinchoff; David Hornick
Original assignee: Sepro Mineral Systems Corp
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2021-09-14
Also published as: EP3370874B1; CA2998417A1; EP3370874A1; WO2017075707A1; EP3370874A4; ES2926989T3; ZA201802213B; BR112018006484B8; PE20180757A1; AU2016348746A1; CN108348918A; AU2016348746B2; US10780440B2; KR102534459B1; BR112018006484A2; US20180280982A1; KR20180079301A; CA2998417C

Abstract

dispositivo antirrotação e método para cabeçote triturador de cone. a presente invenção se refere a um método e a um dispositivo para impedir a rotação de um cabeçote triturador em trituradores de cone ou trituradores giratórios. um elemento muscular de borracha anular é fixado com relação a uma dita estrutura de bacia e posicionado entre a estrutura de bacia e uma superfície do cabeçote, e poderá ser seletivamente colocado em um contato de pressão com a superfície do cabeçote a fim de evitar uma rotação durante a partida, porém, em seguida, liberado durante uma operação normal de trituração.

Description

[0001] REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[0002] O presente pedido reivindica os benefícios, de acordo com o Título 35 do Código dos Estados Unidos §119(e), do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos N. de Série 62/250.637, depositado em 4 de novembro de 2015, intitulado "Anti-Spin Apparatus and Method For Cone Crusher Head", o qual é incorporado ao presente documento a título de referência.

[0003] CAMPO DA TÉCNICA

[0004] A presente invenção refere-se, de modo geral, ao campo dos trituradores, e, mais especificamente, se refere ao campo dos trituradores de cone ou trituradores giratórios.

[0005] FUNDAMENTOS

[0006] Os trituradores de cone ou trituradores giratórios utilizam um cabeçote triturador cônico giratório, ou cabeçote de cone, a fim de triturar um material entre a superfície cônica interna estacionária de um forro de bacia e a superfície externa da manta do cabeçote triturador ou forro de cabeçote. O cabeçote triturador faz um movimento giratório por meio de um excêntrico rotativo. Quando um material está sendo triturado entre o cabeçote triturador e o forro de bacia, o cabeçote triturador fica largamente impedido de girar com relação ao forro de bacia. No entanto, quando nenhum material se encontra na cavidade de trituramento entre o cabeçote triturador e o forro de bacia, por exemplo, na partida, a rotação do excêntrico faz com que o cabeçote triturador também gire e poderá atingir a mesma velocidade do excêntrico. Isto provocará desgaste sobre o manto ou forro de bacia quando o material a ser triturado é, em seguida, admitido para a cavidade de trituramento, causando um grave impacto inicial e travagem. Isto também fará com que uma parte do material introduzido na cavidade de trituramento seja violentamente arremessada a partir da máquina, o que, por sua vez, poderá danificar o equipamento ou provocar risco de ferimentos aos trabalhadores.

[0007] Soluções anteriores para este problema incluíram o uso de um mecanismo de embreagem no topo do cabeçote triturador, o que apresentou inúmeros inconvenientes. A Patente dos Estados Unidos N. de Série 6.065.698 descreve o uso de dedos em uma porção inferior de uma fenda de trituramento que se engatam entre si a fim de impedir uma rotação. A Patente dos Estados Unidos N. de Série 8.777.143 descreve o uso de uma bucha de trava e uma sapata anular que se engatam entre si por uma força centrífuga durante uma condição sem carga a fim de evitar a rotação. Sendo assim, continua a haver a necessidade de um meio mais eficaz no sentido de seletivamente impedir a rotação do cabeçote triturador durante a partida, e ao mesmo tempo liberar o cabeçote em outros momentos.

[0008] Os exemplos anteriores da técnica relacionada e as limitações relacionadas aos mesmos devem ser concebidos como ilustrativos e não exclusivos. Outras limitações da técnica relacionada tornar-se-ão aparentes às pessoas versadas na técnica após a leitura do relatório descritivo e um estudo dos desenhos do presente documento.

[0009] SUMÁRIO

[0010] As modalidades a seguir e os aspectos das mesmas são descritos e ilustrados em conjunto com sistemas, ferramentas e métodos que se destinam a ser exemplificativos e ilustrativos, e não limitativos em seu âmbito de aplicação. Em várias modalidades, um ou mais dentre os problemas acima descritos foram reduzidos ou eliminados, enquanto que outras modalidades são direcionadas a outros aperfeiçoamentos.

[0011] É provido um dispositivo ou aparelho mais eficaz no sentido de impedir a rotação do cabeçote triturador. Um elemento muscular de borracha anular fixado na estrutura de bacia é posicionado entre a estrutura de bacia e a superfície do cabeçote, de preferência, na superfície inferior. O elemento muscular pode ser seletivamente colocado em um contato de pressão com a superfície do cabeçote a fim de evitar uma rotação durante a partida e, em seguida, liberado durante uma operação normal de trituramento.

[0012] Em adição aos aspectos exemplificativos e às modalidades descritas acima, outros aspectos e modalidades tornar-se-ão evidentes por meio da referência aos desenhos e ao se estudar as descrições detalhadas a seguir.

[0013] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] Modalidades exemplares são ilustradas com referência às figuras dos desenhos. Deve-se entender que as modalidades descritas no presente documento devem ser consideradas ilustrativas em vez de restritivas.

[0015] A Figura 1 é uma vista em seção transversal vertical de um triturador de cone de acordo com a presente invenção;

[0016] A Figura 2 é uma vista em detalhe da seção transversal vertical do conjunto de cabeçote do triturador de cone mostrado na Figura 1, que ilustra em uma vista em perspectiva o conjunto antirrotação;

[0017] As Figuras 3 a 5 são vistas em perspectiva em detalhe parciais em seção transversal do conjunto antirrotação mostrado na Figura 2;

[0018] A Figura 6 é uma vista em elevação parcial em seção transversal do conjunto antirrotação mostrado na Figura 2;

[0019] A Figura 7 é uma vista em perspectiva explodida do conjunto antirrotação mostrado na Figura 6;

[0020] As Figuras 8 são uma vista em elevação parcial em seção transversal, e vistas em perspectiva de topo e de fundo da chapa de base para o conjunto antirrotação mostrado na Figura 6;

[0021] As Figuras 9 são uma vista em elevação parcial em seção transversal, e vistas em perspectiva de topo e de fundo do anel de aperto externo para o conjunto antirrotação mostrado na Figura 6; e

[0022] As Figuras 10 são uma vista em elevação parcial em seção transversal, e vistas em perspectiva de topo e de fundo do anel de aperto externo para o conjunto antirrotação mostrado na Figura 6.

[0023] DESCRIÇÃO

[0024] Ao longo da descrição a seguir, detalhes específicos são apresentados no sentido de prover um entendimento mais completo às pessoas versadas na técnica. No entanto, elementos bem conhecidos poderão não ser mostrados ou descritos em detalhe a fim de evitar obscurecer desnecessariamente a presente invenção. Por conseguinte, a descrição e os desenhos devem ser considerados em um sentido ilustrativo, em vez de restritivo.

[0025] Com referência à Figura 1, o triturador de cone 10 tem um forro de bacia 12 montado na bacia 14 que tem uma abertura de alimentação 18. O forro de bacia 12 tem uma superfície interna de modo geral cônica 20. O conjunto de cabeçote triturador 22 se estende em um sentido ascendente para dentro do espaço 24 formado forro de bacia 12. Em funcionamento, o conjunto de cabeçote triturador 22 gira em torno de um eixo central 16 sobre a esfera de cabeçote 26. O conjunto de cabeçote triturador 22 é fixado à esfera de cabeçote 26 por meio de uma porca 23 e uma arruela de soquete 25. O conjunto de cabeçote 22 é, por conseguinte, provido com um movimento giratório por meio da esfera de cabeçote 26 que fica assentada livremente sobre o forro de soquete 27 e o eixo central 16. Uma película de óleo permite a esfera de cabeçote 26 se desloque livremente sobre o forro de soquete 27. Um excêntrico 17 é acionado a motor de modo a prover movimento rotacional excêntrico. A superfície de trituramento do cabeçote triturador 44 é formada pelo manto 28, referido no presente documento como o forro de cabeçote 28, o qual é tipicamente feito de manganês. O forro de cabeçote 28 é fixado de maneira removível à superfície em forma de cone truncado do cabeçote 44 por meio de um parafuso de compressão 33 ou similar.

[0026] O conjunto antirrotação é mostrado em uma vista em seção transversal na referência numérica 30 da Figura 1 e em maior detalhe nas Figuras 2 a 10. O conjunto antirrotação compreende uma base circular 36, um elemento muscular 34 e um anel de aperto externo 32. O elemento muscular 34 é um anel de borracha que tem um pé inferior em forma de T 48 que se estende no sentido descendente a partir do anel de borracha 50. O conjunto antirrotação 30 é fixado à estrutura de bacia 40 por meio de parafusos 42 que se estendem através do anel de aperto externo 32 e de uma base 36 para dentro da estrutura 40. O pé 48 do elemento muscular 34 fica, portanto, preso na cavidade formada entre a base 36 e o anel de aperto 32 com o anel de borracha 50 assentado acima da circunferência interna 52 da base 36.

[0027] A base 36 é provida com uma tubulação de ar ou liquid anular 46 que fica adjacente à superfície inferior do pé 48 quando o conjunto 30 é montado. Um ar pressurizado ou fluido hidráulico é provido para a tubulação 46 através do tubo de alimentação 56 e do canal 54 (Figura 2).

[0028] Em operação, na partida, o ar ou líquido sob pressão é suprido para a tubulação 46, o que faz com que o elemento muscular 34 seja forçado contra uma superfície do cabeçote 44, de preferência, contra a superfície inferior 45 do cabeçote 44 de maneira progressiva nas seções em que o cabeçote 44 fica mais próximo do eixo central 16 (ver Figura 3), enquanto que, no lado oposto do eixo central 16, o cabeçote 44 fica espaçado do elemento muscular 34 (Figura 4). O contato de fricção entre o elemento muscular 34 e a superfície inferior 45 do cabeçote 44 evita o movimento do cabeçote com relação à bacia 14. Depois de o material a ser triturado ser introduzido, a fonte de ar pressurizado / líquido para a tubulação 46 é cortada, de modo que o elemento muscular 34 não mais faça contato com o cabeçote 44, o qual, por sua vez, ficará livre para se deslocar com relação à dita bacia e impedido de girar com o excêntrico em função do atrito do material triturado entre o forro de cabeçote 28 e o forro de bacia 12.

[0029] O cabeçote triturador 44 gira ao contrário com relação ao eixo 16 durante uma operação de trituramento, devido à diferença de diâmetro entre o forro de cabeçote e o forro de bacia. Uma rocha que esteja sendo triturada atua como uma engrenagem, e quando essa engrenagem é liberada, em seguida, o cabeçote triturador 44 irá girar na mesma direção do eixo 16 devido ao atrito de óleo entre o cabeçote triturador 44 e o excêntrico 17. Um mecanismo antirrotação poderá ser ativado e desativado por meio dos sinais de um dispositivo PLC (comunicação via rede elétrica) ou outro dispositivo de controle com base na passagem de corrente de motor, de um sensor de nível de cavidade de triturador ou por meio de um sinal liga / desliga de um transportador de alimentação.

[0030] Embora um certo número de aspectos e modalidades exemplares tenha sido apresentado acima, as pessoas versadas na técnica poderão reconhecer determinadas modificações, permutações, adições e subcombinações desses aspectos ou modalidades. Deve-se entender, portanto, que a presente invenção deve ser interpretada como incluindo todas essas modificações, permutações, adições e sub- combinações, tais como se encontram em seu verdadeiro espírito e âmbito de aplicação.

Claims

1. Método para impedir a rotação de um conjunto de cabeçote triturador (22) de um triturador de cone ou triturador giratório (10) na partida, sendo que o dito triturador (10) compreende um forro de bacia (12) montado em uma bacia (14), a dita bacia (14) tendo uma estrutura (40) e uma abertura de alimentação (18) para o recebimento de um material a ser triturado, o dito forro de bacia (12) tendo uma superfície interna de modo geral cônica (20), o dito conjunto de cabeçote triturador (22) compreendendo um cabeçote de triturador (44) e estendendo-se em um sentido ascendente para dentro do espaço (24) formado pelo dito forro de bacia (12), sendo que, em operação, o dito conjunto de cabeçote triturador (22) gira sobre um eixo central (16) e é provido com um movimento giratório por meio de um elemento excêntrico rotativo acionado a motor (17), o dito método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: i) prover um elemento muscular de borracha anular deformável (34) formando um corpo fechado unitário de borracha posicionado entre a dita estrutura de bacia (40) e uma superfície (45) do cabeçote triturador (44) e tendo uma primeira superfície seletivamente espaçada da ou em contato com a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) e uma segunda superfície oposta em comunicação com uma tubulação seletivamente pressurizada (46); ii) forçar seletivamente uma porção da dita primeira superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) contra a dita superfície (45) do dito cabeçote triturador (44) por meio da aplicação de uma pressão transmitida da dita tubulação seletivamente pressurizada (46) para a dita superfície inferior do dito elemento muscular (34) de modo a, então, forçar a dita porção da dita primeira superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (45) contra a dita superfície (45) do dito cabeçote triturador (44) a fim de evitar a rotação do conjunto de cabeçote triturador (22) durante a partida; e iii) liberar a dita primeira superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) do contato de pressão com a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) durante uma operação normal depois de o material a ser triturado ser introduzido na dita bacia (14).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) é uma superfície inferior.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita pressão é provida para a dita tubulação seletivamente pressurizada (46) por meio de ar ou líquido sob pressão.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito ar ou líquido sob pressão é suprido a partir de uma fonte de ar ou líquido sob pressão para a dita tubulação seletivamente pressurizada (46).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito ar ou líquido sob pressão é suprido a partir da dita fonte de ar ou líquido sob pressão para a dita tubulação seletivamente pressurizada (46) que fica em comunicação com a dita segunda superfície oposta do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) a fim de forçar a dita primeira superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) contra uma superfície inferior (45) do dito cabeçote triturador (44) nas seções do dito cabeçote triturador (44) nas quais o cabeçote triturador (44) fica mais próximo do dito eixo central (16).

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que na dita partida do dito triturador (10), um contato de fricção entre a dita primeira superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) e a dita superfície inferior (45) do dito cabeçote triturador (44) nessas seções do dito cabeçote triturador (44) nas quais o cabeçote triturador (44) fica mais próximo do dito eixo central (16) impede o movimento do conjunto de cabeçote triturador (22) com relação à bacia (14).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que depois de o material a ser triturado ser introduzido na dita bacia (14), a pressão na dita tubulação seletivamente pressurizada (16) é reduzida, em função do que a dita primeira superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) não mais é forçada contra a dita superfície inferior (45) do dito cabeçote triturador (44) nas seções do dito cabeçote triturador (44) nas quais o cabeçote triturador (44) fica mais próximo do dito eixo central (16), em função do que o dito conjunto de cabeçote triturador (22) fica impedido de girar com o elemento excêntrico (17) devido ao atrito do material triturado entre o dito conjunto de cabeçote triturador (22) e o dito forro de bacia (12).

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de forçar seletivamente uma porção da dita primeira superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) contra a dita superfície (45) do dito cabeçote triturador (44) é controlada por um dispositivo de controle que recebe um sinal que representa uma passagem de corrente de motor ou de um sensor de nível de cavidade de triturador, ou um sinal de liga / desliga de transportador de alimentação.

9. Triturador de cone ou triturador giratório (10) compreendendo um forro de bacia (12) montado em uma bacia (14), a dita bacia (14) tendo uma estrutura (40) e uma abertura de alimentação (18) para o recebimento de um material a ser triturado, o dito forro de bacia (12) tendo uma superfície interna de modo geral cônica (20), e um conjunto de cabeçote triturador (22) compreendendo um cabeçote de triturador (44) e que se estende em um sentido ascendente para dentro do espaço (24) formado pelo dito forro de bacia (12), sendo que, em operação, o dito conjunto de cabeçote triturador (22) gira sobre um eixo central (16) e é provido com um movimento giratório por meio de um elemento excêntrico rotativo acionado a motor (17), caracterizado pelo fato de que compreende: i) um elemento muscular de borracha anular deformável (34) formando um corpo fechado unitário de borracha fixado com relação à dita estrutura de bacia (40) e posicionado entre a dita estrutura de bacia (40) e uma superfície (45) do cabeçote triturador (44); ii) meios para forçar seletivamente por pressão a ar ou líquida uma superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) para um contato de pressão com a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) a fim de evitar a rotação do conjunto de cabeçote triturador (22) durante a partida, e liberar a dita superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) do contato de pressão com a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) durante uma operação normal, em função do que os ditos meios para forçar seletivamente a dita superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) para um contato de pressão com a superfície (45) do cabeçote triturador (44) impede que o dito conjunto de cabeçote triturador (22) gire durante a partida do dito triturador (10), e, depois de o material a ser triturado ser introduzido na dita bacia (14), a dita superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) não mais faz contato com a dita superfície (45) do dito cabeçote triturador (44), em função do que o dito conjunto de cabeçote triturador (22) fica então impedido de girar com o elemento excêntrico (17) devido ao atrito do material a ser triturado entre o dito conjunto de cabeçote triturador (22) e o dito forro de bacia (12).

10. Triturador de cone ou triturador giratório, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dita pressão de ar ou líquida é suprida a partir de uma fonte de ar ou líquido sob pressão para uma tubulação (46) que provê contato com o dito ar ou líquido sob pressão com o dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) para forçar a dita superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável contra a dita superfície do dito conjunto de cabeçote triturador.

11. Triturador de cone ou triturador giratório, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito meio para forçar seletivamente uma superfície do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) em contato sob pressão com a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) para evitar o giro do conjunto de cabeçote triturador (22) durante a partida, e para librar o dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) do contato sob pressão com a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) durante operação normal é ativado e desativado pelos sinais a partir de um dispositivo de controle com base em uma passagem de corrente de motor, um sensor de nível de cavidade de triturador ou um sinal ligado/ desligado do transportador de alimentação.

12. Dispositivo antirrotação para um triturador de cone ou triturador giratório (10), sendo que o dito triturador (10) compreende um forro de bacia (12) montado em uma bacia (14), a dita bacia (14) tendo uma estrutura (40) e uma abertura de alimentação (18) para o recebimento de um material a ser triturado, o dito forro de bacia (12) tendo uma superfície interna de modo geral cônica (20), e um conjunto de cabeçote triturador (22) incluindo um cabeçote triturador (44) que se estende em um sentido ascendente para dentro do espaço formado pelo dito forro de bacia (12), sendo que, em operação, o dito conjunto de cabeçote triturador (22) gira sobre um eixo central (16) e é provido com um movimento giratório por meio de um elemento excêntrico rotativo acionado a motor (17), o dito dispositivo antirrotação (30) caracterizado pelo fato de que compreende: um elemento muscular de borracha anular deformável (34) formando um corpo fechado unitário de borracha e compreendendo um anel de borracha (50) e um elemento de pé inferior em forma de T (48); o dito elemento muscular (34) sendo fixado com relação à dita estrutura de bacia (40) com o dito anel de borracha (50) e posicionado entre a dita estrutura de bacia (40) e uma superfície (45) do cabeçote triturador (44); o dito dispositivo antirrotação compreendendo adicionalmente meios para forçar seletivamente uma superfície inferior do dito elemento de pé inferior em forma de T (48) para forçar ali uma superfície superior do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) em contato sob pressão com a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) para evitar o giro do conjunto de cabeçote triturador (22) durante a partida, e para liberar a dita superfície superior do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) do contato sob pressão com a dita superfície (45) do cabeçote triturador (44) durante a operação normal, por onde os ditos meios para forçar seletivamente a dita superfície superior do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) em contato sob pressão com a dita superfície (45) do dito cabeçote triturador (44) evitando que o dito conjunto de cabeçote triturador (22) gire durante a partida do dito triturador (10) e após o triturador (10) ter iniciado e o material para trituração é introduzido na dita bacia o dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) é configurado para não mais contatar a dita superfície (45) do dito cabeçote triturador (44) por onde o dito conjunto de cabeçote triturador (22) é então impedido de girar com o elemento excêntrico (17) pelo atrito do material triturado entre o dito conjunto de cabeçote triturador (22) e o dito forro de bacia (21).

13. Dispositivo antirrotação, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a dita pressão é provida por meio de ar ou líquido sob pressão.

14. Dispositivo antirrotação, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende uma tubulação que provê contato com o dito ar ou líquido sob pressão com um elemento de pé inferior em forma de T (48) do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) a fim de forçar a dita superfície superior do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) contra a dita superfície (45) do dito cabeçote triturador (44).

15. Dispositivo antirrotação, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito ar ou líquido sob pressão é suprido a partir de uma fonte de ar ou líquido sob pressão para uma tubulação que fica em contato com a dita superfície inferior do elemento de pé inferior em forma de T (48) do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) a fim de forçar a dita superfície superior do dito elemento muscular de borracha anular deformável (34) contra a superfície inferior (45) do dito cabeçote triturador (44) onde o dito cabeçote triturador (44) fica mais próximo do dito eixo central (16).