Корпус циклона

Корпус циклона, що включає сполучені між собою циліндричну і конічні секції, що містять торцеві фланці, а також кожухи і захисні футерівки, виконані у вигляді циліндрів і конусів, що скріплені 3 84532 С.Г.) В04С5/085, 15.07.2002, найближчий аналог – прототип]. Виконання захисних футерівок циліндричної і конічних секцій корпусу армованих стрижнями, які жорстко сполучені з торцевими фланцями в армуючі каркаси, забезпечує міцне зчеплення футеровочної маси захисних футерівок з армуючими каркасами. При цьому армуючі каркаси є також підсилюючими і несучими елементами захисних футерівок. Недоліком відомого корпусу циклону є недостатня вібраційна міцність армуючих каркасів його циліндричної і конічних секцій при дії значних вібраційних навантажень, внаслідок чого знижується термін служби корпусу циклону. Слабкими місцями армуючих каркасів є місця жорстких (зварних) з'єднань кінцевих частин подовжніх стрижнів з фланцями в місцях, які є основними концентраторами напруг, внаслідок чого при високих вібраційних навантаженнях ці з'єднання руйнуються. Крім того, при високих вібраційних навантаженнях самі подовжні стрижні втрачають подовжню стійкість в середній частині і руйнуються, що приводить до порушення цілісності каркаса, циліндричної або конічної секції і, відповідно, до виходу з ладу корпусу циклону. Технічною задачею, на рішення якої направлений винахід, є удосконалення конструкції армуючих каркасів циліндричної і конічних секцій корпусу циклону шляхом введення в їх склад додаткових підсилюючих елементів, що підвищують міцність з'єднань подовжніх стрижнів з фланцями і подовжню стійкість подовжніх стрижнів при дії високих вібраційних навантажень в процесі роботи корпусу циклону. Технічний результат, який досягається при рішенні поставленої технічної задачі, полягає в підвищенні вібраційної міцності армуючих каркасів циліндричної і конічних секцій і збільшенні терміну служби корпусу циклону. Поставлена задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що в корпусі циклону, що включає сполучені між собою циліндричну і конічні секції, що містять торцеві фланці, а також кожухи і захисні футерівки, виконані у вигляді циліндрів і конусів, що скріплені між собою і з торцевим фланцями, причому захисні футерівки циліндричної і конічної секцій виготовлені з футеровочної маси на основі зв'язуючого і наповнювача, наприклад полікристалічного кремнію, і армовані подовжніми стрижнями, які жорстко сполучені з торцевими фланцями в армуючі каркаси, згідно винаходу, армуючі каркаси циліндричної і конічних секцій додатково містять фітинги (сполучні деталі) і, щонайменше, по одному бандажному кільцю, при цьому фітинги виконані у вигляді відрізків стрижнів, які жорстко сполучені з одного боку з кінцевими частинами подовжніх стрижнів, а з другого боку з торцевими фланцями, а кожне бандажне кільце жорстко сполучене по колу з подовжніми стрижнями в проміжку між торцевими фланцями армуючих каркасів. Приведені ознаки є суттєвими, оскільки в сукупності достатні для вирішення поставленої техніч 4 ної задачі і досягнення очікуваного технічного результату, а кожен окремо необхідний для ідентифікації і відмінності заявленого корпусу циклону від відомих з рівня техніки аналогічних технічних рішень. Причинно-наслідковий зв'язок відмітних ознак при їх взаємодії з відомими ознаками в досягненні очікуваного технічного результату, обумовленого поставленою технічною задачею, полягає в наступному. У зв'язку з тим, що армуючі каркаси циліндричної і конічних секцій додатково містять фітинги, виконані у вигляді відрізків стрижнів, які жорстко сполучені з одного боку з кінцевими частинами подовжніх стрижнів, а з другого боку з торцевими фланцями, забезпечується міцніше з'єднання подовжніх стрижнів з фланцями. За рахунок цього суттєво підвищується міцність таких з'єднань подовжніх стрижнів з торцевими фланцями армуючих каркасів циліндричної і конічних секцій в місцях, які є основними концентраторами напруг. А у зв'язку з тим, що армуючі каркаси циліндричної і конічних секцій додатково містять, щонайменше, по одному бандажному кільцю, яке сполучене по колу з подовжніми стрижнями в проміжку між торцевими фланцями армуючих каркасів, суттєво зменшується довжина стрижнів між опорними елементами (між суміжними фланцями і бандажними кільцями, або між суміжними бандажними кільцями). Це значно підвищує подовжню стійкість подовжніх стрижнів і міцність армуючих каркасів циліндричної і конічних секцій і корпусу циклону в цілому. Згадані удосконалення конструкції армуючих каркасів циліндричної і конічних секцій корпусу циклону забезпечують підвищення вібраційної міцності армуючих каркасів циліндричної і конічних секцій, що суттєво збільшує термін служби корпусу циклону. З рівня техніки заявники не виявили технічні рішення, співпадаючі із загальними і відмітними ознаками корпусу циклону, що заявляється, що свідчить про те, що пропоноване технічне рішення не є частиною рівня техніки і відповідає критерію винаходу «новизна». З рівня техніки заявники також не виявили технічні рішення, співпадаючі з відмітними ознаками корпусу циклону, що заявляється, що свідчить про те, що пропоноване технічне рішення для фахівця не є очевидним, не випливає явно з рівня техніки і відповідає критерію винаходу «винахідницький рівень». Надалі винахід пояснюється докладним описом його конструкції і роботи з посиланнями на прикладені креслення. На Фіг.1 зображений корпус циклону; загальний вид. На Фіг.2 зображений армуючий каркас циліндричної секції корпусу циклону. На Фіг.3 зображений армуючий каркас конічної секції /верхньої/ корпусу циклону. На Фіг.4 зображений армуючий каркас конічної секції /нижньої/ корпусу циклону. 5 84532 На Фіг.5 зображене технологічне оснащення. На Фіг.6 зображений циклон із запропонованим корпусом. Корпус 1 циклону включає /Фіг.1/ сполучені між собою циліндричну і конічні секції 2, 3, 4, що містять торцеві фланці 5, 6, 7, 8, 9, кожухи 10, 11, 12 і захисні футерівки 13, 14, 15, виконані у вигляді циліндрів і конусів, що скріплені між собою і з торцевими фланцями 5, 6,7, 8, 9. Захисні футерівки 13, 14, 15 циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 корпусу 1 виготовлені з футеровочної маси на основі зв'язуючого і наповнювача, наприклад полікристалічного карбіду кремнію. Захисні футерівки 13, 14, 15 /Фіг.1/ циліндричної і конічних х секцій 2, 3, 4 корпуси 1 армовані подовжніми стрижнями 16,17,18, які жорстко сполучені з торцевими фланцями 5,6,7, 8, 9 в армуючі каркаси 19,20,21 /Фіг.2, 3, Al. Армуючі каркаси 19, 20, 21 циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 додатково містять фітинги (сполучні деталі) 19а, 20а, 21а і, щонайменше, по одному бандажному кільцю 196, 206,216. Фітинги 19а, 20а, 21а виконані у вигляді відрізків стрижнів, які жорстко сполучені з одного боку з кінцевими частинами подовжніх стрижнів 16, 17, 18, аз другого боку з торцевими фланцями 5,6,7, 8, 9. Кожне бандажне кільце 196, 206, 216 жорстко сполучено по колу з подовжніми стрижнями 16,17, 18 в проміжку між торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9 армуючих каркасів 19,20,21. Бандажні кільця 196, 206, 216 можуть бути виконані цільними або складовими і жорстко сполучені по колу зовні з подовжніми стрижнями 16, 17, 18 в проміжку між торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9 армуючих каркасів 19, 20, 21. Бандажні кільця 196, 206, 216 можуть бути сформовані з кільцевих сегментів розташованих в проміжках між суміжними подовжніми стрижнями 16, 17, 18 і жорстко сполучені по колу з подовжніми стрижнями в проміжку між торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9 армуючих каркасів 19, 20,21. Під жорсткими з'єднаннями в заявленому корпусі 1 циклону розуміються зварні з'єднання елементів його конструкції, виконані переважно електрозварюванням. Циліндрична і конічні секції 2, 3, 4 корпусу 1 /Фіг.1/ сполучені між собою за допомогою прокладок 22, 23 і кріпильних елементів - болтів 24, гайок 25 і шайб 26. Прокладки 22, 23 виконані з того ж матеріалу, що і захисні футерівки 13, 14, 15, тобто з футеровочної маси на основі зв'язуючого і наповнювача, наприклад з полікристалічного карбіду кремнію. Для виготовлення секцій 2, 3, 4 корпусу 1 циклону використовують те хнологічне оснащення. Технологічне оснащення, наприклад, для виготовлення конічної секції /верхньої/ 3 корпусу 1 циклону /Фіг.5/ може містити оправку 27, верхній і нижній диски 28, 29 з осьовими отворами. Через осьові отвори пропущена штанга 30 з різьбовими кінцями, забезпеченими гайками 31. Нижній диск 29 спирається на підставку 32 і може бути сполучений з нею за допомогою анало 6 гічних кріпильних елементів - болтів 24, гайок 25 і шайб 26. Оправка 27 має форму і геометричні параметри зовнішньої поверхні, відповідні формі і геометричним параметрам внутрішньої поверхні захисної футерівки 13, 14, 15 циліндричної або конічних секцій 2,3,4 корпусу 1 циклону. Оснащення також містить ковзну опалубку 33, що складається по висоті з декількох кільцевих сегментів. Ковзна опалубка 33 має форму і геометричні параметри внутрішньої поверхні, відповідні формі і геометричним параметрам зовнішньої поверхні захисної футерівки 13, 14,15 циліндричної або конічних секцій 2, 3,4 корпусу 1 циклону. Процес виготовлення корпусу 1 циклону в загальному випадку включає /Фіг.5/ формоутворення циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 корпусу 1, що містять торцеві фланці 5, 6, 7, 8, 9, а також кожухи 10, 11, 12 і захисні футерівки 13, 14, 15, виконані у вигляді циліндрів і конусів, що скріпляють між собою і з торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9. При цьому спочатку формують захисні футерівки 13, 14, 15 з футеровочної маси на основі зв'язуючого і наповнювача, наприклад з полікристалічного карбіду кремнію. Потім формують кожухи 10, 11, 12, після чого захисні футерівки 13, 14, 15, кожухи 10,11,12 і торцеві фланці 5, 6, 7, 8,9 сполучають між собою. При формоутворенні циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 корпуси 1 торцеві фланці 5 і 5, 6 і 7, 8 і 9 заздалегідь жорстко сполучають між собою стрижнями 16, 17, 18 в армуючі каркаси 19,20,21. Потім армуючі каркаси 19, 20, 21 циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 додатково підсилюють фітингами (сполучними деталями) 19а, 20а, 21а і бандажними кільцями 196, 206,216. Фітинги 19а, 20а, 21а, виконані у вигляді відрізків стрижнів, жорстко сполучають з одного боку з кінцевими частинами подовжніх стрижнів 16, 17, 18, аз другого боку з торцевими фланцями 5,6, 7, 8, 9. Бандажні кільця 196, 206, 216 жорстко сполучають по колу з подовжніми стрижнями 16,17,18 в проміжку між торцевими фланцями 5,6, 7, 8,9 армуючих каркасів 19,20,21. Потім на армуючих каркасах 19, 20, 21 формують захисні футерівки 13, 14, 15 з футеровочної маси методом формування за допомогою оправки 27 і ковзної опалубки 33. Після цього на сформованих захисних футерівках 13, 14, 15, як на оправках, формують кожухи 10,11,12 будь-яким відомим способом. Формування кожухів 10, 11, 12 може бути виконане, наприклад, шляхом нанесення склопластика, навиванням сталевого дроту або іншими відомими методами. Сформовані циліндричну і конічні секції 2, 3, 4 сполучають між собою за допомогою прокладок 22, 23 і кріпильних елементів - болтів 24, гайок 25 і шайб 26 і одержують готовий корпус 1 циклону. Готовий корпус 1 використовують в конструкції циклону. Циклон містить /Фіг.6/ згаданий корпус 1 /Фіг.1/, кришку 34, тангенціальний вхідний патру 7 84532 бок 35, тангенціально сполучений з циліндричною секцією 2 корпусу 1, осьовий вихідний патрубок 36 важкої фракції і осьовий вихідний патрубок 37 легкої фракції. Кришка 34 має горловину 38, торцевий фланець 39 і захисну футерівку 40 і сполучена з циліндричною секцією 2 корпусу 1 за допомогою прокладки 41 і кріпильних елементів - болтів 24, гайок 25 і шайб 26. Тангенціальний вхідний патрубок 35 містить кожух 42, торцевий фланець 43 і захисну футерівку 44 і скріплений з циліндричною секцією 2 корпусу 1 при сумісному виготовленні. Осьовий вихідний патрубок 36 важкої фракції містить кожух 45, торцевий фланець 46 і захисну футерівку 47 і сполучений з нижньою конічною секцією 4 корпусу 1 за допомогою прокладки 48 і кріпильних елементів - болтів 24, гайок 25 і шайб 26. Осьовий вихідний патрубок 37 легкої фракції містить кожух 49, торцевий фланець 50 і захисні футерівки 51, 52 і сполучений з кришкою 34 за допомогою прокладки 53 і кріпильних елементів болтів 24, гайок 25 і шайб 26. Захисні футерівки 40, 44, 47, 51, 52 кришки 34, тангенціального вхідного патрубка 35, осьового вихідного патрубка 36 важкої фракції і осьового вихідного патрубка 37 легкої фракції а також прокладки 41, 48, 53 можуть бути виконані з того ж матеріалу, що і захисні футерівки 13, 14, 15 циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 корпуси 1, тобто з футеровочної маси на основі зв'язуючого і наповнювача, наприклад полікристалічного карбіду кремнію. Циклон з вдосконаленою конструкцією корпусу 1 працює таким чином. Середовище, що розділяється, із заданою швидкістю тангенціально поступає в циклон по тангенціальному вхідному патрубку 35 /Фі г.6/, придбаває обертання і рухається вниз по гвинтовій спіралі уздовж захисних футерівок 13, 14,15 циліндричної і конічних секцій 2, 3,4 корпусу 1. Важка фракція середовища, що розділяється, під дією виникаючих відцентрових сил спрямовується до периферії вихрового потоку, відкидається на захисну футерівку 13 циліндрової секції 2 корпусу 1, пригальмовується за рахунок виникаючих сил тертя, опускається вниз по гвинтовій спіралі уздовж захисних футерівок 14, 15 конічних секцій 3, 4 корпусу 1 і ви водиться з циклону назовні через осьовий вихідний патрубок 36 важкої фракції. Легка фракція середовища, що розділяється, під дією виникаючих відцентрових сил концентрується в середній частині вихрового потоку, опускається вниз по гвинтовій спіралі і досягши певного тиску усередині вихрового потоку виводиться реверсивним висхідним потоком з циклону назовні через осьовий вихідний патрубок 37 легкої фракції. Завдяки введенню в конструкцію армуючих каркасів 19, 20, 21 циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 корпуси 1 підсилюючих елементів - фітингів (сполучних деталей) 19а, 20а, 21а, виконаних у вигляді відрізків стрижнів, які жорстко сполучені з одного боку з кінцевими частинами подовжніх 8 стрижнів 16, 17, 18, аз другого боку з торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9, а також наявність бандажних кілець 196, 206, жорстко сполучених по колу з подовжніми стрижнями 16,17,18 в проміжку між торцевими фланцями 5,6, 7, 8, 9 армуючих каркасів 19, 20, 21 забезпечується підвищення міцності з'єднань подовжніх стрижнів 16, 17, 18 з торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9 і подовжньої стійкості подовжніх стрижнів 16, 17, 18, при дії високих вібраційних навантажень в процесі роботи корпусу 1 циклону. Таке удосконалення армуючих каркасів 19, 20, 21 корпусу 1 циклону дозволяє значно підвищити вібраційну міцність армуючих каркасів 19, 20, 21 циліндричної і конічних секцій 2, 3,4 і збільшити термін служби корпусу 1 циклону. Винахід може бути реалізований промисловим способом на будь-якому підприємстві полімерного машинобудування і може знайти широке застосування в різних галузях промисловості для розділення неоднорідних середовищ, а приведені відомості свідчать про те, що вдосконалений корпус циклону відповідає критерію винаходу «промислова придатність». Перелік позначень 1. Корпус 2. Циліндрична секція 3. Конічна секція 4. Конічна секція 5. Торцевий фланець циліндричної секції 2 6. Торцевий фланець конічної секції 3 7. Торцевий фланець конічної секції 3 8. Торцевий фланець конічної секції 4 9. Торцевий фланець конічної секції 4 10. Кожух циліндричної секції 11. Кожух конічної секції 3 12. Кожух конічної секції 4 13. Захисна футерівка циліндричної секції 2 14. Захисна футерівка конічної секції 3 15. Захисна футерівка конічної секції 4 16. Стрижні захисної футерівки 13 циліндричної секції 2 17. Стрижні захисної футерівки 14 конічної секції 3 18. Стрижні захисної футерівки 15 конічної секції 4 19. Армуючий каркас захисної футерівки 13 циліндричної секції 2 19а. Фітинг (сполучна деталь) циліндричної секції 2 19б. Бандажне кільце циліндричної секції 2 20. Армуючий каркас захисної футерівки 14 конічної секції З 20а. Фітинг (сполучна деталь) конічної секції З 20б. Бандажне кільце конічної секції З 21. Армуючий каркас захисної футерівки 15 конічної секції 4 21а. Фітинг (сполучна деталь) конічної секції 4 21б. Бандажне кільце конічної секції 4 22. Прокладка 23. Прокладка 24. Болт 25. Гайка 26. Шайба 27. Оправка 9 28. Верхній диск 29. Нижній диск 30. Штанга 31. Гайка 32. Підставка 33. Ковзна опалубка 34. Кришка 35. Тангенціальний вхідний патрубок 36. Осьовий вихідний патрубок важкої фракції 37. Осьовий вихідний патрубок легкої фракції 38. Горловина кришки 34 39. Торцевий фланець кришки 34 40. Захисна футерівка кришки 34 41. Прокладка 42. Кожух тангенціального вхідного патрубка 35 43. Торцевий фланець тангенціального вхідного патрубка 35 84532 10 44. Захисна футерівка тангенціального вхідного патрубка 35 45. Кожух осьового вихідного патрубка важкої фракції 36 46. Торцевий фланець осьового вихідного патрубка важкої фракції 36 47. Захисна футерівка осьового вихідного патрубка важкої фракції 36 48. Прокладка 49. Кожух осьового вихідного патрубка легкої фракції 37 50. Торцевий фланець осьового вихідного патрубка легкої фракції 37 51. Захисна футерівка осьового вихідного патрубка легкої фракції 37 52. Захисна футерівка осьового вихідного патрубка легкої фракції 37 53. Прокладка 11 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 84532 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601