Футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона

1. Футерівка (1) вхідної секції корпусу гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу, і яка складається з циліндричної оболонки (2) і тангенціально розташованого до неї живильного патрубка (3), канал (4) якого має циліндричну або конічну ділянку (5) на вході і зв'язаний з внутрішньою стінкою (6) циліндричної оболонки (2) на виході, яка відрізняється тим, що в каналі (4) живильного патрубка (3) циліндрична або конічна ділянка (5) виконана такою, що плавно переходить в прямокутну ділянку (7), зв'язану своєю зовнішньою стінкою (8) з внутрішньою стінкою (6) циліндричної оболонки (2) на виході, при цьому геометричні параметри поперечних перерізів каналу (4) живильного патрубка (3) виконані, вихо U 2 (19) 1 3 пульпою, покривають змінними зносостійкими елементами - футерівками, виконаними із зносостійких матеріалів, серед яких найбільшого поширення набула гума. Однією з найбільш відповідальних частин гідроциклона є вхідна секція корпусу циклона і її футерівка. Пояснюється це тим, що на шляху рухомої пульпи по каналу живильного патрубка футерівки вхідної секції корпусу циклона відбувається перетворення прямолінійного руху пульпи в криволінійний і вихровий, а також технологічно важливих характеристик потоку пульпи, наприклад швидкості потоку, що надходить всередину циліндричної секції корпусу гідроциклона, яка залежить від форми поперечних перерізів на вході і виході каналу живильного патрубка. Для високоефективної роботи гідроциклона необхідно, щоб по каналу живильного патрубка потік пульпи надходив на внутрішню стінку циліндричної оболонки футерівки з максимальною лінійною швидкістю, що забезпечить необхідну відцентрову силу при русі її по криволінійній траєкторії, і рівномірно розподілявся по площині. З рівня техніки відома найбільш близька по кількості загальних ознак і результату, що досягається, футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона, виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу, що складається з циліндричної оболонки і тангенціально розташованого до неї живильного патрубка, канал якого має циліндричну або конічну ділянку на вході і зв'язаний з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки на виході [«Гідроциклон» UA10226 (U) (Бабаріцький К.О. та інші) В04С 5/085, 15.11.2005, найбільш близький аналог - прототип] [1]. Недоліком відомої футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона є недосконалість геометричних параметрів каналу живильного патрубка. Викликано це тим, що канал живильного патрубка в середній частині і на виході виконаний круглим або овальним, внаслідок чого така форма каналу живильного патрубка не забезпечує максимальну лінійну швидкість і рівномірний розподіл пульпи, що надходить по ньому, по внутрішній стінці циліндричної оболонки. Через це не досягається необхідна оптимальна відцентрова сила при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної оболонки, що знижує ефективність розділення в гідроциклоні по величині матеріалів, завислих в пульпі. Задачею, на вирішення якої направлена корисна модель, є удосконалення футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона шляхом оптимізації форми каналу так, щоб канал по ходу руху пульпи плавно переходив в коробчату форму, а геометричні параметри на вході і виході забезпечували максимальну лінійну швидкість і рівномірний розподіл пульпи, що надходить по ньому, по внутрішній стінці циліндричної оболонки. Технічний результат, який досягається при вирішенні поставленої задачі і використанні вдосконаленої футерівки, полягає в забезпеченні оптимальної відцентрової сили при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної 59837 4 оболонки, що підвищує ефективність розділення в гідроциклоні по величині матеріалів, завислих в пульпі. Поставлена задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що у футерівці вхідної секції корпусу гідроциклона, виконаної з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу, що складається з циліндричної оболонки і тангенціально розташованого до неї живильного патрубка, канал якого має циліндричну або конічну ділянку на вході і зв'язаний з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки на виході, згідно з корисною моделлю, в каналі живильного патрубка циліндрична або конічна ділянка виконана такою, що плавно переходить в прямокутну ділянку, зв'язану своєю зовнішньою стінкою з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки на виході, при цьому геометричні параметри поперечних перерізів каналу живильного патрубка виконані, виходячи з умов забезпечення наступних співвідношень: B  0,6  1,2 D , (1) H  0,7  11 , D , (2) де: В - ширина прямокутної ділянки каналу живильного патрубка, мм; Н - висота прямокутної ділянки каналу живильного патрубка, мм; D - діаметр циліндричної або конічної ділянки каналу живильного патрубка на вході, мм. У зв'язку з тим, що в каналі живильного патрубка циліндрична або конічна ділянка виконана такою, що плавно переходить в прямокутну ділянку, зв'язану своєю зовнішньою стінкою з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки на виході, забезпечується переважно ламінарний режим потоку пульпи по криволінійному каналу живильного патрубка, максимальна лінійна швидкість і рівномірний розподіл пульпи, що надходить по ньому, по внутрішній стінці циліндричної оболонки футерівки. При цьому геометричні параметри поперечних перерізів каналу живильного патрубка, виконані, виходячи з умов забезпечення наведених співвідношень (1) і (2), вибрані дослідним шляхом і є оптимальними для забезпечення необхідної відцентрової сили при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної оболонки, що підвищує ефективність розділення в гідроциклоні по величині матеріалів, завислих в пульпі. Крім того, дослідним шляхом встановлено, що висока ефективність розділення в гідроциклоні по величині матеріалів, завислих в пульпі, досягається тоді, коли геометричні параметри поперечних перерізів каналу живильного патрубка виконані такими, що забезпечують наступне співвідношення їх площ: F1≥F2, (3) де: F1 - площа поперечного перерізу циліндричної або конічної ділянки каналу живильного пат2 рубка на вході, мм ; F2 - площа поперечного перерізу прямокутної ділянки каналу живильного патрубка на виході, 2 мм . 5 При такому співвідношенні (F1>F2) (3) площі поперечного перерізу циліндричної або конічної ділянки (F1) до площі поперечного перерізу прямокутної ділянки (F2) каналу живильного патрубка забезпечується цільність потоку і максимальна лінійна швидкість пульпи, що надходить по каналу живильного патрубка на внутрішню стінку циліндричної оболонки футерівки, що підвищує ефективність розділення матеріалів, завислих в пульпі Надалі корисна модель пояснюється прикладом її здійснення з посиланнями на креслення, що додаються. На фіг. 1 зображена футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона, вид збоку (із сторони входу в живильний патрубок). На фіг. 2 зображена футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона, вид зверху. На фіг. 3 зображений розріз А-А на фіг. 1. На фіг. 4 зображений гідроциклон з вхідною циліндричною секцією, оснащений футерівкою, що заявляється. Футерівка 1 (фіг. 1-3) вхідної секції корпусу гідроциклона (фіг. 4), що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу, складається з циліндричної оболонки 2 (фіг. 1-3) і тангенціально розташованого до неї живильного патрубка 3, канал 4 якого має циліндричну або конічну ділянку 5 на вході і зв'язаний з внутрішньою стінкою 6 циліндричної оболонки 2 на виході. Особливістю футерівки є те, що в каналі 4 живильного патрубка 3 циліндрична або конічна ділянка 5 виконана такою, що плавно переходить в прямокутну ділянку 7, зв'язану своєю зовнішньою стінкою 8 з внутрішньою стінкою 6 циліндричної оболонки 2 на виході, при цьому геометричні параметри поперечних перерізів каналу 4 живильного патрубка 3 виконані, виходячи з умов забезпечення наступних співвідношень: B  0,6  1,2 D , (1) H  0,7  11 , D , (2) де: В - ширина прямокутної ділянки каналу живильного патрубка, мм; Н - висота прямокутної ділянки каналу живильного патрубка, мм; D - діаметр циліндричної або конічної ділянки каналу живильного патрубка на вході, мм. З найбільшою ефективністю футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона працює за умови, що геометричні параметри поперечних перерізів каналу живильного патрубка виконані такими, що забезпечують наступне співвідношення їх площ: F1≥F2, (3) де: F1 - площа поперечного перерізу циліндричної або конічної ділянки каналу живильного пат2 рубка на вході, мм ; F2 - площа поперечного перерізу прямокутної ділянки каналу живильного патрубка на виході, 2 мм . Футерівка 1, що заявляється, є облицюванням внутрішньої поверхні вхідної секції 10 корпусу 9 гідроциклона (фіг. 4). Гідроциклон (фіг. 4) включає сполучені між собою корпус 9, що складається з верхньої, як пра 59837 6 вило, циліндричної, вхідної секції 10 з тангенціальним живильним патрубком 11, яку ще називають головкою входу, кришки 12, циліндричної секції 13 і декількох, наприклад двох, верхньої і нижньої конічних секцій 14, 15, що звужуються донизу, а також зливного патрубка 16, встановленого по осі кришки 12, піскової насадки 17, прикріпленої до нижньої конічної секції 15 корпусу 9, і гасника 18 бризок, прикріпленого до піскової насадки 17 гідроциклона і призначеного для запобігання розбризкуванню. Гідроциклон також включає футерівку 19 кришки 12 вхідної секції 10 корпусу 9, футерівку 20 циліндричної секції 13 корпусу 9, футерівку 21 верхньої конічної секції 14 корпусу 9, футерівку 22 нижньої конічної секції 15 корпусу 9, футерівку 23 зливного патрубка 16, футерівку 24 піскової насадки 17 і футерівку 25 гасника 18 бризок. Працює футерівка 1 вхідної секції 10 корпусів 9 у складі гідроциклона таким чином. Пульпа надходить під тиском всередину каналу 4 (фіг. 1, 3) тангенціального живильного патрубка 3 футерівки 1 вхідної секції 10 корпусу 9 гідроциклона. При перебігу пульпи по каналу 4 тангенціального живильного патрубка 3 футерівки 1 вхідної секції 10 корпусу 9 циклону відбувається перетворення прямолінійного руху пульпи в криволінійний і вихровий. У зв'язку з тим, що в каналі 4 тангенціального живильного патрубка 3 циліндрична або конічна ділянка 5 футерівки 1 виконана такою, що плавно переходить в прямокутну ділянку 7, зв'язану своєю зовнішньою стінкою 8 з внутрішньою стінкою 6 циліндричної оболонки 2 на виході, переважно по дотичній, забезпечується переважно ламінарний режим перебігу пульпи по криволінійному каналу 4 тангенціального живильного патрубка 3, максимальна лінійна швидкість потоку пульпи і рівномірний її розподіл по внутрішній стінці циліндричної оболонки 2 футерівки 1 вхідної секції 10 корпусу 9 гідроциклона. При цьому геометричні параметри поперечних перерізів каналу живильного патрубка, виконані, виходячи з умов забезпечення наведених співвідношень (1) і (2), забезпечують необхідну відцентрову силу при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної оболонки 2 футерівки 1 і далі усередині футерівок 20, 21, 22 відповідно циліндричної секції 13, верхньої конічної секції 14 і нижньої конічної секції 15 корпусу 9 гідроциклона, що підвищує ефективність розділення в гідроциклоні по величині матеріалів, завислих в пульпі. При співвідношенні (F1≥F2) (3) площі поперечного перерізу циліндричної або конічної ділянки 5 (F1) до площі поперечного перерізу прямокутної ділянки 7 (F2) каналу 4 тангенціального живильного патрубка 3 забезпечується цільність потоку і максимальна лінійна швидкість пульпи, що надходить по каналу 4 тангенціального живильного патрубка 3 на внутрішню стінку 6 циліндричної оболонки 2 футерівки 1, що підвищує ефективність розділення матеріалів, завислих в пульпі. 7 При подальшому русі пульпа здійснює вихрове переміщення по спіралі усередині секцій 10, 13, 14, 15 корпусу 9 гідроциклона. Під дією відцентрових сил тверді частинки крупнішої (важкої) фракції, що знаходяться в завислому стані в пульпі, яка безперервно рухається по спіралі усередині корпусу 9, що звужується донизу, гідроциклона, відкидаються до периферії (до стінок футерівок 1, 20, 21, 22), за рахунок сил тертя втрачають швидкість, опускаються вниз і виводяться з гідроциклона через пісковий патрубок 17 і гасник 18 бризок, що запобігає розбризкуванню. А невеликі тверді частинки дрібної (легкої) фракції, завислі в рідкому середовищі, - освітлена пульпа, по осі гідроциклона, де утворюється зона зниженого тиску, висхідним потоком виводяться з гідроциклона через зливний патрубок 16, розташований в його кришці 12. Наведені відомості свідчать про можливість промислової придатності корисної моделі, яка може знайти широке застосування в гірничорудній, металургійній, хімічній, целюлозно-паперовій, будівництві і інших галузях промисловості для розділення по величині матеріалів, завислих в рідкому середовищі (пульпі) в гідроциклонах. Перелік позначень: 1) футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона 2) циліндрична оболонка футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона 3) тангенціальний живильний патрубок футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона 4) канал живильного патрубка футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона 59837 8 5) циліндрова або конічна ділянка каналу живильного патрубка на вході футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона 6) внутрішня стінка циліндричної оболонки футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона 7) прямокутна ділянка каналу живильного патрубка футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона 8) зовнішня стінка прямокутної ділянки каналу живильного патрубка, зв'язана з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки футерівки вхідної, секції корпусу гідроциклона 9) корпус гідроциклона 10) вхідна секція корпусу гідроциклона 11) тангенціальний живильний патрубок вхідної секції корпусу гідроциклона 12) кришка вхідної секції корпусу гідроциклона 13) циліндрична секція корпусу гідроциклона 14) верхня конічна секція корпусу гідроциклона 15) нижня конічна секція корпусу гідроциклона 16) зливний патрубок 17) піскова насадка 18) гасник бризок 19) футерівка кришки вхідної секції корпусу гідроциклона 20) футерівка циліндричної секції корпусу гідроциклона 21) футерівка верхньої конічної секції корпусу гідроциклона 22) футерівка нижньої конічної секції корпусу гідроциклона 23) футерівка зливного патрубка 24) футерівка піскової насадки 25) футерівка гасника бризок. 9 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 59837 Підписне 10 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601