Футерівка кришки гідроциклона

1. Футерівка кришки гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді кільцевого диска, яка відрізняється тим, що геометричні параметри футерівки кришки гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 2 3/2 h=k·D +400/H , (1) де: h - товщина футерівки кришки гідроциклона, мм; -4 k - коефіцієнт пропорційності, k=(1,5÷1,9)10 ; 3 Кришка гідроциклона перекриває зверху торцеву частину корпусу гідроциклона і служить засобом для установки зливного патрубка, формування тангенціального вхідного патрубка і циліндричного об'єму вхідної секції (головки входу) корпусу гідроциклона для потоку пульпи (суспензії), що поступає в гідроциклон. Унаслідок того, що в цій частині гідроциклона відбувається перетворення ламінарного потоку пульпи у вихровий, кришка гідроциклона, що взаємодіє з твердими матеріалами, зваженими в пульпі, піддається інтенсивному абразивному зносу. Для захисту кришки циклону її знизу захищають змінною футерівкою, виконаною із зносостійкого матеріалу, наприклад гуми. Крім того, в процесі роботи гідроциклона створюється розрідження під кришкою, тобто формується тиск, який менше атмосферного, внаслідок чого на кришку і її футерівку діє зовнішній надмірний тиск. В результаті дії зовнішнього надмірного тиску відбувається прогин як кришки, так і її футерівки, що при недостатній товщині може привести до їх деформації і втрати міцності. З рівня техніки відома футерівка кришки гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді кільцевого диска ["Гідроциклон" UA43832 (U) (Боровіков А.О. та інші) В04С5/00, В03С5/00, 25.08.2009, найбільш близький аналог - прототип] [1]. Недоліком відомої футерівки кришки гідроциклона є недосконалість її геометричних параметрів, зокрема товщини. Викликано це тим, що товщина футерівки визначається в [1] інтуїтивно і не є оптимальною величиною для даного гідроциклона та вибирається без урахування зовнішнього діаметру і фізикомеханічних властивостей гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки, за рахунок чого не досягається її оптимальний термін служби і знижується надійність експлуатації. Для забезпечення оптимального терміну служби і забезпечення надійності футерівка кришки гідроциклона повинна бути виконана певної оптимальної товщини. Зменшення товщини футерівки кришки гідроциклона спричиняє за собою зниження терміну її служби і надійності, а збільшення товщини футерівки кришки гідроциклона приводить до збільшення її маси і зменшення внутрішнього об'єму вхідної секції корпусу гідроциклона, що погіршує технологічні показники гідроциклона і збільшує витрати матеріалу футерівки кришки гідроциклона. Задачею, на вирішення якої направлена корисна модель, є удосконалення футерівки кришки гідроциклона шляхом оптимізації її товщини так, щоб її товщина забезпечувала якнайкраще поєднання матеріаломісткості і міцності при забезпеченні необхідного внутрішнього об'єму вхідної секції корпусу гідроциклона для досягнення заданих проектних технологічних показників гідроциклона. Технічний результат, який досягається при рішенні поставленої задачі і використанні вдосконаленої футерівки кришки гідроциклона, полягає в підвищенні надійності експлуатації і збільшенні 65982 4 терміну служби футерівки кришки і гідроциклона вцілому. Поставлена задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що у футерівки кришки гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді кільцевого диска, згідно корисної моделі, геометричні параметри футерівки кришки гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 2 3/2 h=k·D +400/H (1), де: h - товщина футерівки кришки гідроциклона, мм; 4 k - коефіцієнт пропорційності, k=(1,5÷1,9)10- ; D - зовнішній діаметр футерівки кришки гідроциклона, мм; Н - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки кришки гідроциклона по Шору. За рахунок оптимізації товщини футерівки по співвідношенню (1) забезпечується якнайкраще поєднання її матеріаломісткості і міцності при забезпеченні необхідного внутрішнього об'єму вхідної секції корпусу гідроциклона для забезпечення заданих проектних технологічних показників гідроциклона. Це пояснюється тим, що товщина футерівки вибирається з урахуванням зовнішнього діаметра і фізико-механічних властивостей гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки, за рахунок чого досягається оптимальний термін служби і підвищується надійність експлуатації згаданої футерівки і гідроциклона в цілому. Зменшення товщини футерівки в порівнянні з оптимальною товщиною (1) спричиняє за собою зниження терміну її служби і надійності, а збільшення товщини футерівки в порівнянні з оптимальною товщиною (1), приводить до збільшення її маси і зменшення внутрішнього об'єму вхідної секції корпусу гідроциклона, що погіршує технологічні показники гідроциклона і збільшує витрати матеріалу футерівки. Для додаткової міцності, збільшення терміну служби і підвищення надійності експлуатації згаданої футерівки і гідроциклона в цілому, футерівка кришки гідроциклона може бути виконана з розташованим усередині армуючим кільцевим диском, виготовленим з металу, геометричні параметри якого вибрані за умови виконання наступних співвідношень: H1=(0,08÷0,17)h (2), D1=(0,8÷1,05)D (3), де: h1 - товщина армуючого кільцевого диска футерівки кришки гідроциклона, мм; h - товщина футерівки кришки гідроциклона, мм; D1 - зовнішній діаметр армуючого кільцевого диска футерівки кришки гідроциклона, мм; D - зовнішній діаметр футерівки кришки гідроциклона, мм. Надалі вдосконалена футерівка кришки гідроциклона пояснюється прикладом її здійснення з посиланнями на креслення, що додаються. На Фіг.1 зображена футерівка кришки гідроциклона, загальний вид. 5 На Фіг.2 зображена футерівка кришки гідроциклона, вид зверху. На Фіг.3 зображена кришка гідроциклона, загальний вид. На Фіг.4 зображена кришка гідроциклона, вид зверху. На Фіг.5 зображений гідроциклон з футерівкою кришки, загальний вид. Футерівка 1 кришки гідроциклона, що заявляється, виконана (Фіг.1, 2) з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді кільцевого диска. Особливістю футерівки є те, що геометричні параметри футерівки 1 кришки гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 2 3/2 h=k·D +400/H (1), де: h - товщина футерівки кришки гідроциклона, мм; 4 k - коефіцієнт пропорційності, k=(1,5÷1,9)10- ; D - зовнішній діаметр футерівки кришки гідроциклона, мм; Н - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки кришки гідроциклона по Шору. За рахунок оптимізації товщини футерівки по співвідношенню (1) забезпечується якнайкраще поєднання її матеріаломісткості і міцності при забезпеченні необхідного внутрішнього об'єму вхідної секції корпусу гідроциклона для досягнення заданих проектних технологічних показників гідроциклона. Відповідно до (1) товщина футерівки вибирається з урахуванням зовнішнього діаметра і фізико-механічних властивостей гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки, за рахунок чого досягається оптимальний термін служби і підвищується надійність експлуатації згаданої футерівки і гідроциклона в цілому. Зменшення товщини футерівки в порівнянні з оптимальною товщиною (1) спричиняє за собою зниження терміну її служби і надійності, а збільшення товщини футерівки в порівнянні з оптимальною товщиною (1), приводить до збільшення її маси і зменшення внутрішнього об'єму вхідної секції корпусу гідроциклона, що погіршує технологічні показники гідроциклона і збільшує витрати матеріалу футерівки. Для додаткового збільшення терміну служби футерівка 1 кришки гідроциклона виконана з розташованим усередині армуючим кільцевим диском 2, виготовленим з металу, геометричні параметри якого 2 вибрані за умови виконання наступних співвідношень: H1=(0,08÷0,17)h (2), D1=(0,8÷1,05)D (3), де: h1 - товщина армуючого кільцевого диска футерівки кришки гідроциклона, мм; h - товщина футерівки кришки гідроциклона, мм; D1 - зовнішній діаметр армуючого кільцевого диска футерівки кришки гідроциклона, мм; D - зовнішній діаметр футерівки кришки гідроциклона, мм. Футерівка 1 (Фіг.1, 2) призначена для захисту внутрішньої поверхні кришки 3, що контактує з 65982 6 пульпою, (Фіг.3, 4) гідроциклона (Фіг.5) від абразивного зносу. Гідроциклон (Фіг.5) включає сполучені між собою корпус 4, що складається з верхньої, як правило, циліндричної, вхідної секції 5 з тангенціальним живлячим патрубком 6, яку ще називають головкою входу, кришки 3, циліндричної секції 7 і декількох, наприклад двох, що звужуються донизу, верхньої і нижньої конічних секцій 8, 9, а також зливний патрубок 10, встановлений по осі кришки 3, піскову насадку 11, прикріплену до нижньої конічної секції 9 корпусу 4, і гасник 12 бризок, прикріплений до піскової насадки 11 гідроциклона, призначений для запобігання розбризкуванню. Гідроциклон також включає футерівку 13, для захисту вхідної секції 5 корпусу 4, виконану з тангенціальним живлячим патрубком 14 і каналом 15, футерівку 16 циліндричної секції 7 корпусу 4, футерівку 17 верхньої конічної секції 8 корпусу 4, футерівку 18 нижньої конічної секції 9 корпусу 4, футерівку 19 зливного патрубка 10, футерівку 20 піскової насадки 11 і футерівку 21 гасника 12 бризок. Працює футерівка 1 кришки 3 у складі гідроциклона таким чином. Пульпа поступає під тиском всередину каналу 15 (Фіг.1, 3) тангенціального живлячого патрубка 14 футерівки 13 вхідної секції 5 корпусу 4 гідроциклона. При перебігу пульпи по каналу 15 тангенціального живлячого патрубка 14 футерівки 13 вхідної секції 5 корпусу 4 гідроциклона відбувається перетворення прямолінійного руху пульпи в криволінійний і вихровий безпосередньо під футерівкою 1 кришки 3. У зв'язку з тим, що геометричні параметри футерівки 1 кришки 3 гідроциклона вибрано за умови виконання співвідношення (1) досягається оптимізація товщини h футерівки 1, забезпечується якнайкраще поєднання її матеріаломісткості і міцності при забезпеченні необхідного внутрішнього об'єму вхідної секції 5 корпусу 4 гідроциклона для забезпечення заданих проектних технологічних показників гідроциклона. За рахунок цього досягається оптимальний термін служби і підвищується надійність експлуатації згаданої футерівки і гідроциклона в цілому. Підвищення міцності і терміну служби футерівки 1 кришки 3 гідроциклона може бути досягнуте за рахунок виконання її з розташованим усередині армуючим кільцевим диском 2, виготовленим з металу, наприклад сталі, геометричні параметри якого 2 вибрані за умови виконання співвідношень (2) і (3). При подальшому русі пульпа здійснює вихрове переміщення по спіралі усередині секцій 5, 7, 8, 9 корпусу 4 гідроциклона. Під дією відцентрових сил тверді частинки більшої (важкої) фракції, що знаходяться в зваженому стані в пульпі безперервно рухомої по спіралі усередині корпусу 4 гідроциклона, що звужується донизу, відкидаються до периферії (до стінок футерівок 13, 16, 17, 18), за рахунок сил тертя втрачають швидкість, опускаються вниз і виводяться з 7 гідроциклона через пісковий патрубок 11 і гасник 12 бризок, що запобігає розбризкуванню. А невеликі тверді частинки дрібної (легкої) фракції, зважені в рідкому середовищі, - освітлена пульпа по осі гідроциклона, де утворюється зона зниженого тиску, висхідним потоком виводяться з гідроциклона через зливний патрубок 10, розташований в його кришці 3. Приведені 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, зважених в рідкому середовищі - пульпі в гідроциклонах. Перелік позначень: 1 - футерівка вхідної кришки гідроциклона, 2 - армуючий кільцевий диск футерівки кришки гідроциклона, 3 - кришка гідроциклона, 4 - корпус гідроциклона, 5 - вхідна секція корпусу гідроциклона, 65982 8 6 - тангенціальний живлячий патрубок вхідної секції корпусу гідроциклона, 7 - циліндрична секція корпусу гідроциклона, 8 - верхня конічна секція корпусу гідроциклона, 9 - нижня конічна секція корпусу гідроциклона, 10 - зливний патрубок, 11 - піскова насадка, 12 - гасник бризок, 13 - футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона, 14 - тангенціальний живлячий патрубок футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона, 15 - канал тангенціального живлячого патрубка футерівки вхідної секції корпусу гідроциклона, 16 - футерівка циліндричної секції корпусу гідроциклона, 17 - футерівка верхньої конічної секції корпусу гідроциклона, 18 - футерівка нижньої конічної секції корпусу гідроциклона, 19 - футерівка зливного патрубка, 20 - футерівка піскової насадки, 21 - футерівка гасника бризок. 9 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 65982 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601