Футерівка циліндричної секції гідроциклона

Реферат: Футерівка циліндричної секції гідроциклона виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді циліндра. Фланці футерівки мають трикутні виступи, розташовані з зовнішньої сторони фланця. UA 71554 U (12) UA 71554 U UA 71554 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі збагачення корисних копалин, зокрема до гідроциклонів, у яких секції корпусу забезпечені зносостійкими футерівками, і може бути використана в гірничорудній, металургійній, хімічній, целюлозно-паперовій, будівництві і інших галузях промисловості для сепарації частинок твердої фази в потоці рідини, що обертається. Відомо, що гідроциклон - це апарат безперервної дії, який використовується в технологічному ланцюзі, наприклад гірничо-збагачувального виробництва, і призначений для розділення по величині матеріалів, зважених в рідкому середовищі - пульпі або суспензії (надалі пульпі). Конструктивно гідроциклон включає корпус, що складається з верхньої, як правило, циліндричної, вхідної секції з тангенціальним живлячим патрубком, яку ще називають головкою входу, кришки і декількох конічних секцій, що звужуються донизу, зливного патрубка, встановленого по осі кришки, і піскової насадки, прикріпленої до нижньої конічної секції корпусу гідроциклона. Робота гідроциклона заснована на дії відцентрових сил на тверді частинки, що знаходяться в зваженому стані в пульпі, що безперервно рухається по спіралі усередині, переважно секційного, корпусу, що звужується донизу. Під дією відцентрових сил тверді частинки більшої (важкої) фракції відкидаються до периферії, за рахунок сил тертя втрачають швидкість, опускаються по стінці корпусу вниз і виводяться з гідроциклона через піскову насадку. При цьому невеликі тверді частинки дрібної (легкої) фракції, завислі в рідкому середовищі, освітлена пульпа по осі циклону, де формується зона зниженого тиску, висхідним потоком виводиться з гідроциклона через зливний патрубок, розташований в його кришці. Для захисту складових частин гідроциклона від абразивного зносу їх стінки, що контактують з пульпою, покривають змінними зносостійкими елементами - футерівками, виконаними із зносостійких матеріалів, серед яких найбільшого поширення набула гума. У циліндричній секції починається розділення важких і легких частинок, які знаходяться у пульпі. Унаслідок того, що в цій частині гідроциклона продовжується перетворення ламінарного потоку пульпи у вихровий, циліндрична секція гідроциклона взаємодіє з твердими матеріалами, завислими в пульпі і піддається інтенсивному абразивному зносу. Для захисту циліндричної секції гідроциклона її захищають змінною футерівкою, виконаною із зносостійкого матеріалу, наприклад гуми. З рівня техніки відома футерівка циліндричної секції гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді циліндра [«Гідроциклон» UA43832 (U) (Боровіков АО. та інші) В04С 5/00, В03С 5/00, 25.08.2009 , найбільш близький аналог] [1]. Недоліком відомої футерівки циліндричної секції гідроциклона є недосконалість геометричних параметрів, зокрема співвідношення висоти футерівки до її діаметра. Викликано це тим, що геометричні співвідношення футерівки циліндричної секції гідроциклона визначаються в [1] інтуїтивно і не є оптимальною величиною для даного гідроциклона. Для забезпечення оптимальних технологічних показників і забезпечення надійності футерівка циліндричної секції гідроциклона повинна бути виконана з урахуванням певних геометричних співвідношень. Зменшення висоти футерівки циліндричної секції гідроциклона відносно діаметра призводить до погіршення технологічних показників гідроциклона, а збільшення висоти призводить до зростання маси, збільшення витрат на матеріали і також до погіршення технологічних показників. Зменшення товщини стінки футерівки циліндричної секції гідроциклона спричиняє зниження терміну її служби і надійності, а збільшення товщини стінки футерівки циліндричної секції гідроциклона призводить до збільшення маси і зменшення об'єму футерівки циліндричної секції гідроциклона. Задачею корисної моделі є удосконалення футерівки циліндричної секції гідроциклона шляхом оптимізації її геометричних співвідношень для досягнення заданих проектних технологічних показників гідроциклона. Технічний результат, який досягається при вирішенні поставленої задачі і використані вдосконаленої футерівки циліндричної секції гідро циклона, полягає в зростанні надійності експлуатації і підвищенню технологічних показників гідроциклона. Поставлена задача вирішується тим, що у футерівці циліндричної секції гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді циліндра, згідно з корисною моделлю, геометричні параметри вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 1 UA 71554 U -3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 hцс/Dцс=(2,09-2,24)10 (1) 2 3/2 δцс=kD цс-Н /400 (2) де: hцс - висота футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; Dцс - діаметр внутрішньої поверхні футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; 2 3/2 δцс=kD цс-Н /400 (2) де - товщина стінки футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; Н - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки циліндричної секції гідроциклона по Шору; -5 k - коефіцієнт пропорційності, k=(6,9-12,5)10 . За рахунок оптимізації геометричних параметрів футерівки циліндричної секції гідроциклона забезпечуються задані проектні технологічні показники гідроциклона. Це пояснюється тим, що при оптимальному співвідношенні геометричних параметрів досягається максимальний ефект розділення матеріалу, який підлягає класифікації у гідроциклоні. Для досягнення більшої зручності при монтажі футерівки у корпусі гідроциклона і підвищенню щільності з'єднання, на зовнішній стороні фланця розташовані трикутні виступи. Надалі вдосконалена футерівка циліндричної секції гідроциклона пояснюється прикладом її здійснення з посиланням на креслення, що додаються. На Фіг. 1 зображена футерівка циліндричної секції гідроциклона, загальний вид. На Фіг. 2 зображений фланець футерівки циліндричної секції гідроциклона з трикутним виступом. На Фіг. 3 зображений гідроциклон, оснащений футерівкою циліндричної секції гідроциклона, загальний вид. Футерівка 1 циліндричної секції гідроциклона, що заявляється, виконана (Фіг. 1) з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді циліндра. Особливістю футерівки 1 є те, що геометричні параметри циліндричної секції гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 2 -3 hцc/D цc=(2,09-2,24) 10 , (1) 2 3/2 δцс=kD цc-H /400 (2) де: hцc - висота футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; Dцc - діаметр внутрішньої поверхні футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; δцс - товщина стінки футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; H - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки циліндричної секції гідроциклона по Шору; -5 k - коефіцієнт пропорційності, k=(6,9-12,5)10 . За рахунок оптимізації геометричних співвідношень футерівки (1), (2) забезпечується якнайкраще досягнення заданих проектних технологічних показників гідроциклона, його надійності і довговічності. Зменшення геометричних співвідношень футерівки 1 в порівнянні з оптимальним (1), (2) спричиняє за собою погіршення технологічних показників, зниження терміну служби і надійності, а збільшення геометричних співвідношень футерівки 1 в порівнянні з оптимальним (1), (2) приводить до збільшення її маси і також погіршує технологічні показники гідроциклона, збільшує витрати матеріалу футерівки. Для досягнення більшої зручності при монтажі футерівки 1 і підвищенню щільності з'єднання, на зовнішній стороні фланця розташовані трикутні виступи 2 (Фіг. 2). Футерівка 1 (Фіг. 1, 2) призначена для захисту внутрішньої поверхні циліндричної секції корпусу гідроциклона (Фіг. 3) від абразивного зносу. Гідроциклон (Фіг. 3) 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 16 кришки 3, футерівку 13 вхідної секції 5 корпусу 4, виконану з тангенціальним живлячим патрубком 14 і каналом 15, футерівку 1 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 циліндричної секції 7 у складі гідроциклона таким чином. 2 UA 71554 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пульпа надходить під тиском всередину каналу 15 (фіг. 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 16 кришки 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, 1, 17, 18), за рахунок сил тертя втрачають швидкість, опускаються вниз і виводяться з гідроциклона через піскову насадку 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. У зв'язку з тим, що геометричні параметри футерівки 1 циліндричної секції 7 гідроциклона вибрано за умови виконання співвідношення (1), (2) досягається оптимізація товщини δ цс футерівки 1, забезпечується якнайкраще поєднання її матеріаломісткості і міцності при забезпеченні необхідного внутрішнього об'єму циліндричної секції 7 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. Приведені відомості свідчать про можливість промислової придатності корисної моделі, яка може знайти широке застосування в гірничорудній, металургійній, хімічній, целюлознопаперовій, будівництві і інших галузях промисловості для розділення по величині матеріалів, зважених в рідкому середовищі, - пульпі, в гідроциклонах. Перелік позначень 1. футерівка циліндричної секції гідроциклона 2. трикутний виступ на зовнішній стороні фланця футерівки циліндричної секції гідроциклона 3. кришка гідроциклона 4. корпус гідроциклона 5. вхідна секція корпусу гідроциклона 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 гідроциклона 14. тангенціальний живлячий патрубок футерівки вхідної секції гідроциклона 15. канал тангенціального живлячого патрубка футерівки вхідної секції гідроциклона 16. футерівка кришки вхідної секції гідроциклона 17. футерівка верхньої конічної секції гідроциклона 18. футерівка нижньої конічної секції гідроциклона 19. футерівка зливного патрубка 20. футерівка піскової насадки 21. футерівка гасника бризок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Футерівка циліндричної секції гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді циліндра, яка відрізняється тим, що геометричні параметри футерівки циліндричної секції гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: -3 hцс/Dцс=(2,09-2,24)10 , (1) 2 3/2 δцс=kD цс-Н /400 , (2) де: hцс - висота футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; Dцс - діаметр внутрішньої поверхні футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; δц - товщина стінки футерівки циліндричної секції гідроциклона, мм; 3 UA 71554 U 5 Н - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки циліндричної секції гідроциклона по Шору; -5 k - коефіцієнт пропорційності, k=(6,9-12,5)10 . 2. Футерівка циліндричної секції гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді циліндра за п. 1, яка відрізняється тим, що фланці футерівки мають трикутні виступи, розташовані з зовнішньої сторони фланця. 4 UA 71554 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 5