Футерівка піскової насадки гідроциклона

Реферат: Футерівка піскової насадки гідроциклона, що виконана із зносостійкого матеріалу, переважно з еластомеру, у вигляді порожнистого тіла (2) обертання, з верхнім (3) і нижнім (4) торцями (3,4) і осьовим конічним отвором (5), виконаним таким, що звужується від більшого вхідного діаметра (D), розташованого на верхньому торці (3), у бік меншого вихідного діаметра (d 1), розташованого з боку нижнього торця (4) футерівки (1), причому тіло (2) обертання додатково має осьовий вихідний циліндричний отвір (6), сполучений знизу з конічним отвором (5) по радіусу (R) сполучення, при цьому діаметр (d2) циліндричного отвору (6) рівний вихідному діаметру (d1) конічного отвору (5), висота (h2) циліндричного отвору (6) складає 0,1-0,3 висоти (h1) конічного отвору (5), а радіус (R) сполучення складає 0,1-0,9 діаметра (d2) циліндричного отвору (6). UA 68610 U (12) UA 68610 U UA 68610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до конструкцій каналів для важкої фракції вершин конічної частини гідроциклонів із зносостійкими елементами і може бути використана в гірничорудній, металургійній, хімічній, будівельній і інших галузях техніки, наприклад для сухого або мокрого розділення матеріалів на фракції із застосуванням циклонів або гідроциклонів. З рівня техніки відома найбільш близька за призначенням, кількістю загальних ознак і технічним результатом, що досягається, футерівка піскової насадки гідроциклона, виконана із зносостійкого матеріалу, переважно з еластомеру, у вигляді порожнистого тіла обертання, з верхнім і нижнім торцями і осьовим конічним отвором, виконаним таким, що звужується від більшого вхідного діаметра, розташованого на верхньому торці, у бік меншого вихідного діаметра, розташованого з боку нижнього торця футерівки ["Футерівка піскової насадки гідроциклона" UA47412 (U) (Свістельник О.А., Свістельник І.О.) В04С5/00; В03В5/34; 25.01.2010, найбільш близький аналог - прототип] [1]. У відомій футерівці піскової насадки гідроциклона [1] вихідний діаметр (d), вхідний діаметр (D) а також висота (h) осьового конічного отвору виконані за умови забезпечення наступних співвідношень: d: D=0,43-0,56; (1) d: h=0,33-0,44. (2) Слід зазначити, що вказані співвідношення справедливі тільки для конструкцій футерівок піскових насадок гідроциклонів, що мають осьовий конічний отвір з кутом конусності  = 7-16°. Пояснюється це наступними обчисленнями. При D=1; d: D=0,43; d: h=0,33 d=0,43; d: h=0,43: 0,33=1,3; tg=0,5(l-0,43):1, 3=0,215; =Arc tg 0,215=12°. При D=1; d: D=0,43; d: h=0,44 d=0,43; d: h=0,43: 0,44=0,977; tga=0,5(1-0,43):0,977=0,291; a=Arc tg 0,291=16°. При D=1; d: D=0,56; d: h=0,33 d-0,56; h=0,56: 0,33=1,697; tg=0,5(1-0,56):1,697=0,130; =Arc tg 0,173=7°. При D=1; d: D=0,56; d: h=0,44 d=0,56; h=0,56: 0,44=1,27; tg=0,5(1-0,56):1, 27=0,215; =Arc tg 0,173=9°. Гідроциклони з такими кутами конусності (=7-16°) мають обмежену область застосування. Тоді як, залежно від призначення гідроциклона, кут  конусності складає ширший діапазон значень =5-85°. Надійність відомої футерівки піскової насадки гідроциклона визначається швидкістю зносу нижньої кромки зливного осьового конічного отвору. При роботі відомої футерівки піскової насадки гідроциклона [1] нижня кромка зливного осьового конічного отвору футерівки піддається інтенсивному абразивному зносу витікаючим потоком пісків, у формі переважно факела, що обертається і розходиться на виході. При цьому, унаслідок абразивного зносу, вихідний діаметр зливного осьового конічного отвору футерівки суттєво збільшується, внаслідок чого порушується нормальний режим роботи гідроциклона по розділенню пульпи на фракції, а досягши критичного зносу, футерівка швидко виходить з ладу і вимагає заміни, що зменшує термін служби і знижує експлуатаційну надійність відомої футерівки піскової насадки гідроциклона. Задачею, на вирішення якої направлена корисна модель, є удосконалення форми і вибір оптимального співвідношення геометричних параметрів зливного каналу (отвору) футерівки, так, щоб піски витікали потоком переважно у формі циліндричного факела, що обертається, на виході, а нижня кромка зливного осьового отвору не піддавалася б інтенсивній абразивній дії потоку пісків, що витікають, і передчасному критичному зносу футерівки піскової насадки гідроциклона. Технічний результат, який досягається при рішенні поставленої задачі і використанні вдосконаленої футерівки піскової насадки гідроциклона, полягає в збільшенні терміну служби і підвищенні експлуатаційної надійності. Поставлена задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що у футерівці піскової насадки гідроциклона, виконаної із зносостійкого матеріалу, переважно з еластомеру, у вигляді порожнистого тіла обертання, з верхнім і нижнім торцями і осьовим конічним отвором, виконаним таким, що звужується від більшого вхідного діаметра (D), розташованого на верхньому торці, у бік меншого вихідного діаметра (d1), розташованого з боку нижнього торця футерівки, згідно з корисною моделлю, тіло обертання додатково має осьовий вихідний циліндричний отвір, сполучений знизу з конічним отвором по радіусу (R) сполучення, при цьому діаметр (d2) циліндричного отвору рівний вихідному діаметру (d 1) конічного отвору, висота (h2) циліндричного отвору складає 0,1-0,3 висоти (h1) конічного отвору, а радіус (R) сполучення складає 0,1-0,9 діаметра (d2) циліндричного отвору. За рахунок того, що тіло обертання додатково має осьовий вихідний циліндричний отвір, сполучений знизу з конічним отвором по радіусу (R) сполучення, досягається зміна факела 1 UA 68610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 витікання пісків, який з конічного потоку пісків, що обертається, в зоні конічного отвору плавно перетвориться в циліндричний потік пісків, що обертається, в зоні циліндричного отвору, а на його виході формується вихідний циліндричний факел, що обертається, пісків, що видаляються. Завдяки цьому нижня кромка циліндричного отвору піддається значно меншому абразивному зносу, що суттєво збільшує термін служби і підвищує експлуатаційну надійність вдосконаленої футерівки піскової насадки гідроциклона. Дослідним шляхом встановлено, що якнайкращі показники роботи футерівка піскової насадки гідроциклона досягаються тоді, коли забезпечуються наступні оптимальні співвідношення її геометричних параметрів, тобто коли діаметр (d 2) циліндричного отвору рівний вихідному діаметру (d1) конічного отвору, висота (h2) циліндричного отвору складає 0,10,3 висоти (h1) конічного отвору, а радіус (R) сполучення складає 0,1-0,9 діаметра (d2) циліндричного отвору. Вибір у футерівці співвідношення висоти (h2) циліндричного отвору і висоти (h1) конічного отвору менше нижньої межі h2: h1 0,3 також не доцільний, оскільки в цьому випадку суттєво порушується режим формування потоку пісків, що обертається, в зоні конічного отвору, оскільки висота останнього стає менше при постійній розрахунковій висоті (Н) футерівки, що знижує якість розділення пульпи в гідроциклоні на фракції. Вибір у футерівці радіуса (R) сполучення менше нижньої межі діаметра (d 2) циліндричного отвору R0,9d2 також недоцільний, оскільки в цьому випадку довжина циліндричної поверхні циліндричного отвору зменшується, і перетворення факела витікання пісків з конічного потоку пісків, що обертається, в зоні конічного отвору в циліндричний потік пісків, що обертається, в зоні циліндричного отвору, повністю не відбувається. Тому в цьому випадку на виході циліндричного отвору футерівки піскової насадки гідроциклона формується вихідний факел, що обертається і розходиться, пісків, що видаляються, внаслідок чого нижня кромка зливного осьового циліндричного отвору футерівки піддається інтенсивному абразивному зносу потоком пісків, що витікають. Крім того, вдосконалена футерівка піскової насадки гідроциклона може застосовуватися в гідроциклонах, кут  конусності яких в порівнянні з відомою [1] складає ширший діапазон значень  = 5-85°. Надалі вдосконалена футерівка піскової насадки гідроциклона пояснюється кресленнями і прикладом її здійснення з посиланнями на креслення, що додаються. На фіг. 1 зображена футерівка піскової насадки гідроциклона, загальний вид, подовжній розріз. На фіг. 2 зображено фрагмент футерівки піскової насадки гідроциклона. На фіг. 3 зображена футерівка після монтажу її в пісковій насадці гідроциклона, поздовжній розріз. Футерівка (1) піскової насадки гідроциклона (фіг. 1, 2) виконана (фіг. 1) із зносостійкого матеріалу, переважно з еластомеру, у вигляді порожнистого тіла 2 обертання, з верхнім 3 і нижнім 4 торцями (3,4) і осьовим конічним отвором 5, виконаним таким що звужується від більшого вхідного діаметра D, розташованого на верхньому торці 3, у бік меншого вихідного діаметра d1, розташованого з боку нижнього торця 4 футерівки 1. Особливістю вдосконаленої футерівки 1 є те, що тіло 2 обертання додатково має осьовий вихідний циліндричний отвір 6, сполучений знизу з конічним отвором 5 по радіусу R сполучення, при цьому діаметр d2 циліндричного отвору 6 рівний вихідному діаметру d1 конічного отвору 5 (фіг. 2), висота h2 циліндричного отвору 6 складає 0,1-0,3 висоти h1 конічного отвору 5, а радіус R сполучення складає 0,1-0,9 діаметра d2 циліндричного отвору 6. Футерівка 1 виконана із зовнішнім буртиком 7 і загальною висотою Н, рівною сумі висоти h 1 конічного отвору 5 і висоти h2 циліндричного отвору 6, тобто Н = h1 + h2. 2 UA 68610 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 При промисловому застосуванні футерівку 1 (фіг. 3) встановлюють в порожнистий циліндричний корпус 8 піскової насадки 9. Циліндричний корпус 8 піскової насадки 9 виконують з фланцем 10 на верхньому торці, призначеному для приєднання до фланця 11 корпусу 12 гідроциклона 13. Футерівку 1 встановлюють усередині циліндричного корпусу 8 насадки 9 так, щоб її зовнішній буртик 7 знаходився між фланцем 11 корпусу 12 гідроциклона 13 і, фланцем 10 корпусу 8 піскової насадки 9, після чого згадані фланці 11, 10 скріпляють болтовими з'єднаннями 14 і затискають між ними зовнішній буртик 7 футерівки 1. Після монтажу футерівка 1 займає в корпусі 8 піскової насадки 9 положення, зображене на фіг. 3. Працює футерівка 1 піскової насадки 9 гідроциклона 13 таким чином. Вихровий потік пульпи матеріалів, що розділяються, з конічної частини гідроциклона 13 надходить по гвинтовій спіралі в осьовий канал, що складається із сполучених конічного 5 і циліндричного 6 отворів (5, 6) футерівки 1 піскової насадки 9. Під дією відцентрових сил по осі конічного 5 і циліндричного 6 отворів (5, 6) футерівки 1 піскової насадки 9 створюється зона зниженого тиску, а по їх периферії створюється зона підвищеного тиску. В результаті відбувається інтенсивна диспергація (розділення) матеріалів пульпи на фракції. При цьому легка фракція висхідним потоком піднімається вгору в гідроциклон 13 і виводиться з нього в злив, а важка фракція (піски) під дією відцентрових сил відкидається до футерівки 1 корпусу 8 піскової насадки 9. Практично важка фракція по гвинтовій спіралі опускається вниз усередині корпусу 12 гідроциклона 13 до вхідного діаметру D футерівки 1 і надходить в зону конічного отвору 5 у вигляді конічного потоку пісків, що обертається, а проходячи через зону радіуса R сполучення, конічний потік пісків плавно перетворюється в циліндричний потік пісків, що обертається, в зоні циліндричного отвору 6, а на його виході формується вихідний циліндричний факел, що обертається, пісків, що видаляються. Завдяки цьому нижня кромка циліндричного отвору 6 піддається значно меншому абразивному зносу і ерозії, що суттєво збільшує термін служби і підвищує експлуатаційну надійність вдосконаленої футерівки 1 піскової насадки 9 гідроциклона 13. Найкращі показники роботи футерівки 1 піскової насадки 9 гідроциклона 13 досягаються тоді, коли забезпечуються наступні оптимальні співвідношення її геометричних параметрів, тобто коли діаметр d2 циліндричного отвору 6 рівний вихідному діаметру d1 конічного отвору 5, висота h2 циліндричного отвору 6 складає 0,1-0,3 висоти h1 конічного отвору 5, а радіус R сполучення складає 0,1-0,9 діаметра d2 циліндричного отвору 6. Вдосконалена футерівка 1 піскової насадки 9 гідроциклона 13 може застосовуватися у гідроциклонах, кут  конусності яких складає широкий діапазон значень  = 5-85°. Досягши критичного рівня зносу, футерівку 1 піскової насадки 9 гідроциклона 13 замінюють на нову. Наведені відомості підтверджують можливість промислової придатності вдосконаленої футерівки піскової насадки гідроциклона, яка може бути широко використана для сухого або мокрого розділення матеріалів на легку і важку фракції з використанням циклонів або гідроциклонів в гірничорудній, металургійній, хімічній, будівельній і інших галузях техніки. Перелік позначень 1 - футерівка 2 - тіло обертання 3 - верхній торець 4 - нижній торець 5 - осьовий конічний отвір 6. - осьовий вихідний циліндричний отвір 7 - зовнішній буртик 8 - корпус піскової насадки 9 - піскова насадка 10 - фланець піскової насадки 11 - фланець корпусу гідроциклона 12 - корпус гідроциклона 13 - гідроциклон 14 - болтове з'єднання Н - проектна висота футерівки D - вхідний діаметр осьового конічного отвору 3 UA 68610 U 5 d1- вихідний діаметр осьового конічного отвору h1 - висота осьового конічного отвору d2 - діаметр осьового вихідного циліндричного отвору h2 - висота осьового вихідного циліндричного отвору R -радіус сполучення осьового конічного отвору з осьовим циліндричним отвором футерівки ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Футерівка піскової насадки гідроциклона, що виконана із зносостійкого матеріалу, переважно з еластомеру, у вигляді порожнистого тіла (2) обертання, з верхнім (3) і нижнім (4) торцями (3,4) і осьовим конічним отвором (5), виконаним таким, що звужується від більшого вхідного діаметра (D), розташованого на верхньому торці (3), у бік меншого вихідного діаметра (d 1), розташованого з боку нижнього торця (4) футерівки (1), яка відрізняється тим, що тіло (2) обертання додатково має осьовий вихідний циліндричний отвір (6), сполучений знизу з конічним отвором (5) по радіусу (R) сполучення, при цьому діаметр (d 2) циліндричного отвору (6) рівний вихідному діаметру (d1) конічного отвору (5), висота (h2) циліндричного отвору (6) складає 0,10,3 висоти (h1) конічного отвору (5), а радіус (R) сполучення складає 0,1-0,9 діаметра (d2) циліндричного отвору (6). Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4