RU233339U1

RU233339U1 - Quick release device for fastening the sand nozzle of a hydrocyclone

Info

Publication number: RU233339U1
Application number: RU2024140241U
Authority: RU
Inventors: Данил Александрович Полулях; Евгений Павлович Сергеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Русмайн Инжиниринг"
Filing date: 2024-12-28
Publication date: 2025-04-16

Abstract

Полезная модель относится к крепёжным устройствам и может быть использована в конструкции гидроциклона для добычи полезных ископаемых. Задачей полезной модели является обеспечение максимально быстрой и удобной замены песковой насадки гидроциклона 7. Задача решается за счет оборудования устройства быстрой замены песковой насадки переходником цилиндроконусной формы 3 с Z-образными пазами клиновидной формы 10 и с запирающим диском 6, выполненным с ответными клиновидными выступами 11. Фланцы запирающего диска и переходника выполнены с соосными отверстиями 12 для размещения стопорного пальца 13. Между фланцами переходника и гидроциклона размещена эластичная уплотнительная прокладка 8. Технический результат заключается в сокращении времени на разъём устройства и замену песковой насадки, в повышении удобства монтажа-демонтажа насадки и, кроме того, в обеспечении возможности самоочистки устройства съемного крепления от загрязнений, что увеличивает срок службы механизма замены насадки, повышает удобство эксплуатации. 5 ил. The utility model relates to fastening devices and can be used in the design of a hydrocyclone for mining. The task of the utility model is to ensure the fastest and most convenient replacement of the sand packing of the hydrocyclone 7. The task is solved by equipping the device for quick replacement of the sand packing with a cylindrical-conical adapter 3 with Z-shaped wedge-shaped grooves 10 and with a locking disk 6 made with mating wedge-shaped projections 11. The flanges of the locking disk and the adapter are made with coaxial holes 12 for accommodating a locking pin 13. An elastic sealing gasket 8 is placed between the flanges of the adapter and the hydrocyclone. The technical result consists in reducing the time for disconnecting the device and replacing the sand packing, in increasing the convenience of mounting and dismounting the packing and, in addition, in providing the ability to self-clean the removable fastening device from contamination, which increases the service life of the packing replacement mechanism and improves the ease of use. 5 fig.

Description

Полезная модель относится к крепёжным устройствам и может быть использована в конструкции гидроциклона для добычи полезных ископаемых. Гидроциклон-классификатор предназначен для разделения пульпы под действием центробежных сил и может быть использован на обогатительных фабриках в металлургической, химической, биологической и других отраслях промышленности, а также при классификации нерудных или инертных строительных материалов.The utility model relates to fastening devices and can be used in the design of a hydrocyclone for the extraction of minerals. The hydrocyclone-classifier is designed to separate pulp under the action of centrifugal forces and can be used in enrichment plants in the metallurgical, chemical, biological and other industries, as well as in the classification of non-metallic or inert building materials.

Из уровня техники известны гидроциклоны-классификаторы с коническим корпусом, на котором закреплены входная, сливная и песковая насадки. Песковая насадка установлена на корпусе гидроциклона, с возможностью замены, при помощи крепёжного устройства. При закреплении насадок на корпусе гидроциклона используют, в основном, резьбовое крепление, например, при помощи болтов, что создаёт определённые трудности при смене насадки. Следует отметить, что песковая насадка гидроциклона, во-первых, требует периодической замены в зависимости от крупности обрабатываемого материала, а во вторых, может потребоваться экстренная замена насадки в связи с использованием (с износом, с деформационными разрушениями) эластичной прокладки, применяемой в конструкции песковой насадки для герметичности соединения. Кроме того, резьбовые соединения насадок подвержены быстрому загрязнению, что отрицательно влияет на качество работы гидроциклона в целом. При этом требуется обеспечение максимально быстрой замены песковой насадки, вследствие эксплуатационного истирания, аварийного случая или технологической необходимости, например, изменения гранулометрического состава или содержания твердой фазы в питании. Особенно актуальна быстрая замена песковой насадки для гидроциклонов малого диаметра (до 360 мм) вследствие большого количества единиц оборудования (до 50 шт) в батарее, а также, из-за необходимости их замены в процессе работы, в зависимости от состава материала. В процессе работы необходимость замены песковой насадки возникает по нескольким причинам: 1- изменение диаметра выходного отверстия песковой насадки, что позволяет регулировать граничный размер частиц, выходящих в слив (верхняя часть циклона); замена поврежденной насадки вследствие получения механических повреждений; замена насадки по истечении её срока службы или при критическом износе рабочей поверхности.The prior art includes hydrocyclones-classifiers with a conical body, on which the input, drain and sand nozzles are fixed. The sand nozzle is installed on the hydrocyclone body, with the possibility of replacement, using a fastening device. When fixing nozzles on the hydrocyclone body, mainly threaded fastening is used, for example, using bolts, which creates certain difficulties when changing the nozzle. It should be noted that the sand nozzle of the hydrocyclone, firstly, requires periodic replacement depending on the size of the material being processed, and secondly, an emergency replacement of the nozzle may be required due to the use (with wear, with deformation damage) of the elastic gasket used in the design of the sand nozzle for the tightness of the connection. In addition, the threaded connections of the nozzles are subject to rapid contamination, which negatively affects the quality of the hydrocyclone as a whole. In this case, it is necessary to ensure the fastest possible replacement of the sand packing due to operational abrasion, an emergency or technological necessity, for example, a change in the granulometric composition or solid phase content in the feed. Fast replacement of the sand packing is especially important for small-diameter hydrocyclones (up to 360 mm) due to a large number of equipment units (up to 50 pcs) in the battery, as well as due to the need to replace them during operation, depending on the composition of the material. During operation, the need to replace the sand packing arises for several reasons: 1 - a change in the diameter of the outlet opening of the sand packing, which allows you to adjust the boundary size of particles exiting into the drain (the upper part of the cyclone); replacement of a damaged packing due to mechanical damage; replacement of the packing after the expiration of its service life or in case of critical wear of the working surface.

Что касается фланцевых крепёжных устройств, известных из уровня техники, все они обладают недостатками, не позволяющими решить проблему быстросъёмного крепления песковой насадки гидроцилиндра.As for the flange fastening devices known from the prior art, they all have shortcomings that do not allow solving the problem of quick-release fastening of the sand nozzle of the hydraulic cylinder.

Известно, например, быстросборное фланцевое соединение, по патенту №2418227, МПК F16L 23/00, опубл. 10.05.2011, в котором быстросборное фланцевое соединение, состоящее из фланцев, расположенных на торцевых поверхностях соединяемых цилиндрических элементов, и соединительного устройства, снабжено элементами крепления, где соединительное устройство выполнено в виде стягивающего хомута, состоящего по меньшей мере из двух частей с профилированной кольцевой канавкой на вогнутых поверхностях. Недостатками известного устройства является наличие сопутствующих отсоединяющихся друг от друга деталей, что нежелательно для использования в гидроциклонах по причине затруднения монтажа песковой насадки, а также предрасположенность контактной поверхности фланцев к загрязнению и отсутствие возможности самоочистки соединения в условиях повышенной загрязненности.For example, a quick-assembly flange connection is known, according to patent No. 2418227, IPC F16L 23/00, published 10.05.2011, in which the quick-assembly flange connection, consisting of flanges located on the end surfaces of the connected cylindrical elements, and a connecting device, is provided with fastening elements, where the connecting device is made in the form of a tightening clamp consisting of at least two parts with a profiled annular groove on the concave surfaces. The disadvantages of the known device are the presence of accompanying parts that are detachable from each other, which is undesirable for use in hydrocyclones due to the difficulty of installing a sand nozzle, as well as the predisposition of the contact surface of the flanges to contamination and the lack of the ability to self-clean the connection in conditions of increased contamination.

Известен также, патент РФ №2330209, МПК F16L 23/18, опубл. 27.07.2008, в котором, описано фланцевое соединение, с одной, как минимум, плоской прокладкой, установленной между обращенными друг к другу поверхностями фланцев, находящихся под давлением рабочей среды аккумулирующих или проводящих элементов конструкции, таких как трубопроводы или резервуары. Недостатками известного технического решения является, во-первых, наличие резьбовых соединений, занимающих значительное время на работу при монтаже и демонтаже соединения, во-вторых, отсутствие возможности самоочистки соединения.Also known is Russian Federation Patent No. 2330209, IPC F16L 23/18, published on July 27, 2008, which describes a flange joint with at least one flat gasket installed between the flange surfaces facing each other, which are under pressure from the working medium of accumulating or conducting structural elements, such as pipelines or tanks. The disadvantages of the known technical solution are, firstly, the presence of threaded connections, which take a significant amount of time to install and dismantle the joint, and secondly, the lack of the ability to self-clean the joint.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому техническому решению (прототипом) является полезная модель «Устройство быстроразъемного крепления фланцев» по патенту РФ №85959, МПК,. F16D 3/26, опубл. 20.08.2009. в котором описано устройство быстроразъемного крепления фланцев, содержащее фланцы квадратной формы, один из которых имеет на торце два выступа с внутренними пазами, расположенные на противолежащих сторонах, упорный болт и стопорный палец с быстроразъемным фиксатором. Однако указанное устройство также имеет ряд недостатков, не позволяющих решить проблему, стоящую перед предполагаемой полезной моделью. Во-первых, съем устройства осуществляется сквозным линейным перемещением съемной части в сторону, что является неудобным при использовании на гидроциклонном оборудовании; во-вторых, отсутствует возможность совмещения центров окружностей уплотнения и трубопровода (гидроциклона). Кроме того, регулировка зазора происходит при помощи резьбового соединения, что усложняет его эксплуатацию, а крупные габариты устройства, не позволяют использовать его в условиях с ограниченной свободой действий (ванны песков гидроциклонных установок, батареи с большим количеством гидроциклонов).The closest in technical essence to the proposed technical solution (prototype) is the utility model "Device for quick-release fastening of flanges" under the patent of the Russian Federation No. 85959, IPC,. F16D 3/26, published. 08/20/2009. which describes a device for quick-release fastening of flanges containing square flanges, one of which has two protrusions with internal grooves on the end, located on opposite sides, a stop bolt and a locking pin with a quick-release lock. However, this device also has a number of disadvantages that do not allow solving the problem facing the proposed utility model. Firstly, the device is removed by through linear movement of the removable part to the side, which is inconvenient when used on hydrocyclone equipment; secondly, there is no possibility of aligning the centers of the seal and pipeline (hydrocyclone) circles. In addition, the gap is adjusted using a threaded connection, which complicates its operation, and the large dimensions of the device do not allow it to be used in conditions with limited freedom of action (sand baths of hydrocyclone installations, batteries with a large number of hydrocyclones).

Задачей полезной модели является упрощение разъёма и сокращение времени съёма крепления песковой насадки гидроциклона при её замене.The objective of the utility model is to simplify the connector and reduce the time required to remove the fastening of the hydrocyclone sand nozzle when replacing it.

Поставленная задача решается за счет использования устройства быстрого съёма и замены песковой насадки, оборудованного переходником цилиндроконической формы с Z-образными клиновидными пазами на его рабочей поверхности и запирающим диском, с ответными клиновидными выступами, в котором фланцы запирающего диска и переходника выполнены с соосными отверстиями для размещения стопорного пальца.The task at hand is solved by using a device for quick removal and replacement of a sand nozzle, equipped with a cylindrical-conical adapter with Z-shaped wedge-shaped grooves on its working surface and a locking disk with mating wedge-shaped projections, in which the flanges of the locking disk and adapter are made with coaxial holes for placing a locking pin.

Технический результат заключается в сокращении времени на замену песковой насадки, в повышении удобства монтажа-демонтажа, снижение трудоёмкости, и кроме того, в обеспечении возможности самоочистки устройства, что увеличивает срок службы механизма замены насадки, повышает удобство эксплуатации и производительность гидроциклона в целом.The technical result consists in reducing the time for replacing the sand nozzle, increasing the convenience of installation and dismantling, reducing labor intensity, and, in addition, providing the ability to self-clean the device, which increases the service life of the nozzle replacement mechanism, increases the ease of use and productivity of the hydrocyclone as a whole.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство быстросъемного крепления песковой насадки гидроциклона, содержащего дисковую систему запирания, включающее переходник сложной, цилиндроконической формы, с ответным фланцем для крепления к конической части гидроциклона. Между фланцами переходника и гидроциклона размещена уплотнительная прокладка из пластичного материала, для размещения которой на рабочей поверхности запирающего диска выполнено соответствующее углубление. Для фиксации запирающего диска на фланце гидроциклона установлен стопорный палец, а фланец переходника выполнен с соответствующим ответным отверстием для его размещения. Переходник для быстросъемного крепления имеет сложную цилиндроконическую форму, с выполненными на его рабочей поверхности Z-образными пазами, поэтому, в процессе эксплуатации, появляется необходимость очистки последних от загрязнений. Возможность самоочистки обеспечивается за счет клиновидных выступов на запирающем диске и соответствующих им Z-образных пазов на рабочей поверхности переходника. За счет взаимодействия клиновидной и ответной поверхностей происходит выдавливание материала из пазов, что способствует самоочистке системы от загрязнений, и, таким образом, повышает качество работы, продлевает срок службы устройства для замены песковой насадки и повышает удобство её демонтажа. Устройство для крепления песковой насадки гидроциклона не содержит резьбовых соединений и, таким образом, более надёжно в эксплуатации и менее подвержено загрязнению.The essence of the utility model is that the device for quick-release fastening of the sand nozzle of the hydrocyclone, containing a disk locking system, including an adapter of complex, cylindrical-conical shape, with a mating flange for fastening to the conical part of the hydrocyclone. Between the flanges of the adapter and the hydrocyclone, a sealing gasket made of plastic material is placed, for which a corresponding recess is made on the working surface of the locking disk. To fix the locking disk, a locking pin is installed on the flange of the hydrocyclone, and the flange of the adapter is made with a corresponding mating hole for its placement. The adapter for quick-release fastening has a complex cylindrical-conical shape, with Z-shaped grooves made on its working surface, therefore, during operation, it is necessary to clean the latter from contaminants. The self-cleaning capability is ensured by wedge-shaped protrusions on the locking disk and the corresponding Z-shaped grooves on the working surface of the adapter. Due to the interaction of the wedge-shaped and mating surfaces, the material is squeezed out of the grooves, which facilitates self-cleaning of the system from contamination, and thus improves the quality of work, extends the service life of the device for replacing the sand nozzle and increases the convenience of its dismantling. The device for fastening the sand nozzle of the hydrocyclone does not contain threaded connections and, therefore, is more reliable in operation and less susceptible to contamination.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства в разрезе;The essence of the utility model is explained by graphic materials, where Fig. 1 shows a general view of the device in section;

на фиг. 2 - общий вид устройства со стопорным пальцем;Fig. 2 - general view of the device with a locking pin;

на фиг. 3 - переходник с фланцем и пазами;in Fig. 3 - an adapter with a flange and grooves;

на фиг. 4 - запирающий диск с выступами и отверстиямиFig. 4 - a locking disk with protrusions and holes

на фиг. 5 показан клиновидный Z-образный паз.Fig. 5 shows a wedge-shaped Z-groove.

Конкретное выполнение устройства быстросъемного крепления песковой насадки гидроциклона.Specific implementation of the device for quick-release fastening of the sand nozzle of a hydrocyclone.

Устройство быстросъемного крепления песковой насадки гидроциклона с дисковой системой запирания включает фланец 1, размещенный на конической части гидроциклона 2, цилиндроконический переходник 3, скреплённый при помощи болтов 4 с фланцем 5; запирающий диск 6 с углублением для установки сменной песковой насадки 7, которая, при помощи эластичной (резиновой) прокладки 8, размещённой в кольцевом углублении 9 запирающего диска 6 обеспечивает герметичное соединение с переходником 3. На рабочей поверхности переходника 3 выполнены Z-образные пазы клиновидной формы 10, для размещения в них запирающего диска 6, с ответными клиновидными выступами. 11. На фланце переходника 3 выполнено отверстие 12, в котором размещён стопорный палец 13, а фланец запирающего диска 6 выполнен также, с соответствующим ответным отверстием 12.The device for quickly detachable fastening of a hydrocyclone sand nozzle with a disk locking system includes a flange 1 located on the conical part of the hydrocyclone 2, a cylindrical-conical adapter 3 fastened with bolts 4 to the flange 5; a locking disk 6 with a recess for installing a replaceable sand nozzle 7, which, with the help of an elastic (rubber) gasket 8, located in an annular recess 9 of the locking disk 6, ensures a hermetic connection with the adapter 3. On the working surface of the adapter 3, Z-shaped wedge-shaped grooves 10 are made for placing the locking disk 6 in them, with mating wedge-shaped projections. 11. On the flange of the adapter 3, an opening 12 is made in which a locking pin 13 is placed, and the flange of the locking disk 6 is also made with a corresponding mating opening 12.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Переходник 3, при помощи болтов 4 прикреплён к конической части гидроциклона 2. Между фланцем 5 переходника 3 и фланцем 1 гидроциклона находится уплотнительная прокладка из эластичного материала 8, размещённой в кольцевом углублении 9 запирающего диска 6 обеспечивающая герметичность соединения. Песковая насадка, с предварительно уложенной на ее торец прокладкой из эластичного материала 8, размещена во внутреннем пазу запирающего диска 6. Запирающий диск 6, размещён в Z -образных пазах переходника 3. Движением по часовой стрелке, производят уплотнение соединения за счет перемещения клиновидных выступов 10 запирающего диска 6 по соответствующим Z-образным пазам переходника 3. При этом на прокладку из эластичного материала 8 оказывается ответное сдавливающее сопротивление, что обеспечивает герметизацию соединения песковой насадки и переходника. Фиксацию запирающего диска 6 в рабочем положении обеспечивают посредством пальца 13, помещенного в сквозные отверстия 12 на поверхности переходника 3 и запирающего диска 6. Соединение и герметизация происходит за счет действия сдавливающих сил переходника и запирающего диска, фиксирующих песковую насадку. При загрязнении пазов переходника, форма выполнения пазов позволяет производить их самоочистку в процессе работы. Разъём соединения производят путём поворота запирающего диска 6 в обратном направлении (против часовой стрелки), перемещая клиновидные выступы 10 по соответствующим Z-образным пазам переходника 3 в обратном направлении, и, таким образом, выводят запирающий диск 6 из зацепления с переходником 3.Adapter 3 is attached to the conical part of hydrocyclone 2 by means of bolts 4. Between flange 5 of adapter 3 and flange 1 of hydrocyclone there is a sealing gasket made of elastic material 8, placed in annular recess 9 of locking disk 6, ensuring tightness of the connection. Sand packing, with gasket made of elastic material 8 preliminarily placed on its end, is placed in the internal groove of locking disk 6. Locking disk 6 is placed in Z-shaped grooves of adapter 3. By moving clockwise, the connection is sealed by moving wedge-shaped protrusions 10 of locking disk 6 along the corresponding Z-shaped grooves of adapter 3. In this case, a reciprocal compressive resistance is exerted on gasket made of elastic material 8, which ensures tightness of the connection of sand packing and adapter. The locking disk 6 is fixed in the working position by means of the pin 13 placed in the through holes 12 on the surface of the adapter 3 and the locking disk 6. The connection and sealing occurs due to the action of the compressive forces of the adapter and the locking disk, fixing the sand nozzle. When the grooves of the adapter are contaminated, the shape of the grooves allows for their self-cleaning during operation. The connection is released by turning the locking disk 6 in the opposite direction (counterclockwise), moving the wedge-shaped projections 10 along the corresponding Z-shaped grooves of the adapter 3 in the opposite direction, and, thus, the locking disk 6 is removed from engagement with the adapter 3.

Механизм быстросъемного крепления предназначен для быстрой замены песковой насадки, что особенно важно, при критических деформационных разрушениях песковой насадки.The quick-release fastening mechanism is designed for quick replacement of the sand nozzle, which is especially important in case of critical deformation damage to the sand nozzle.

Использование предлагаемого устройства быстросъемного крепления песковой насадки гидроциклона сокращает время на разъем и замену насадки, повышает удобство её монтажа-демонтажа, а также обеспечивает возможность самоочистки устройства, что увеличивает срок службы механизма крепления насадки, повышает удобство эксплуатации и снижает трудоёмкость обслуживания.The use of the proposed device for quick-release fastening of the hydrocyclone sand nozzle reduces the time for disconnecting and replacing the nozzle, increases the convenience of its installation and removal, and also provides the ability to self-clean the device, which increases the service life of the nozzle fastening mechanism, increases the ease of use and reduces the labor intensity of maintenance.

Таким образом, задача, стоящая перед полезной моделью, решена.Thus, the problem facing the utility model has been solved.

Claims

A device for quickly detachable fastening of a hydrocyclone sand nozzle with a disk locking system, including an adapter with a mating flange for fastening to the conical part of the hydrocyclone, with a locking device for its position and a sealing gasket, characterized in that the adapter is made in the form of a cylinder-cone, with Z-shaped grooves located on its working surface, and is equipped with a locking disk with mating wedge-shaped protrusions, while on the working surface of the locking disk there is an annular recess for installing a sealing gasket, and the flanges of the adapter and the locking disk are made with holes for placing a locking pin.