Футерівка верхньої конічної секції гідроциклона

Реферат: Футерівка верхньої конічної секції гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді зрізаного конуса. Крім того геометричні параметри футерівки верхньої конічної секції гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 2 -4 Нвк/(D1вк + D2вк ) = (7,85-8,41) • 10 ,(1) 2 3/2 вк = k • D 1вк - H /400, (2) де: hвк - висота футерівки верхньої конічної ї секції гідроциклона, мм; D1вк - верхній діаметр внутрішньої поверхні футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; D2вк·- нижній діаметр внутрішньої поверхні футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; вк - товщина стінки футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; Η - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки верхньої конічної секції гідроциклона по Шору; -5 k - коефіцієнт пропорційності, k = (7,1 - 12,1) • 10 . UA 71556 U (12) UA 71556 U UA 71556 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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, завислих в рідкому середовищі - пульпі або суспензії (надалі пульпі). Конструктивно гідроциклон включає корпус, що складається з верхньої, як правило, циліндричної, вхідної секції з тангенціальним живильним 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 завислому 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 циклона, 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 верхній конічній секції гідроциклона починається інтенсивне розділення важких і легких частинок, які знаходяться у пульпі. Унаслідок того, що в цій частині гідроциклона відбувається вихровий потік пульпи, верхня конічна секція гідроциклона взаємодіє з твердими матеріалами, завислими в пульпі і піддається інтенсивному абразивному зносу. Для захисту верхньої конічної секції гідроциклона її захищають змінною футерівкою, виконаною із зносостійкого матеріалу, наприклад гуми. З рівня техніки відома футерівка верхньої конічної секції гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді конуса [«Гідроциклон» UA43832 (U) (Боровіков А.О. та інші) В04С5/00, В03С5/00, 25.08.2009, найбільш близький аналог - прототип] [1]. Недоліком відомої футерівки верхньої конічної секції гідроциклона є недосконалість геометричних параметрів, зокрема співвідношення висоти футерівки і її верхнього та нижнього діаметрів внутрішньої поверхні. Викликано це тим, що геометричні співвідношення футерівки верхньої конічної секції гідроциклона визначаються в [1] інтуїтивно і не є оптимальною величиною для даного гідроциклона. Для забезпечення оптимальних технологічних показників і забезпечення надійності футерівка верхньої конічної секції гідроциклона повинна бути виконана з урахуванням певних геометричних співвідношень. Зменшення висоти футерівки верхньої конічної секції гідроциклона відносно діаметра призводить до погіршення технологічних показників гідроциклона, а збільшення висоти приводить до зростання маси, збільшення витрат на матеріали і також до погіршення технологічних показників. Зменшення товщини стінки футерівки верхньої конічної секції гідроциклона спричиняє за собою зниження терміну її служби і надійності, а збільшення товщини стінки футерівки верхньої секції гідроциклона призводить до збільшення маси і зменшення об'єму футерівки верхньої конічної секції гідроциклона. Задачею, на вирішення якої направлена корисна модель, є удосконалення футерівки верхньої конічної 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 верхньої конічної секції гідроциклона, полягає в зростанні надійності експлуатації і підвищенні технологічних показників гідроциклона. Поставлена задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що у футерівці верхньої конічної секції гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у 1 UA 71556 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вигляді зрізаного конуса, згідно з корисною моделлю,о геометричні параметри футерівки верхньої конічної секції гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 2 -4 Нвк/(D1вк + D2вк ) = (7,85-8,41) • 10 , (1) 2 3/2 вк = k • D 1вк - H /400, (2) де: hвк - висота футерівки верхньої конічної ї секції гідроциклона, мм; D1вк - верхній діаметр внутрішньої поверхні футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; D2вк·- нижній діаметр внутрішньої поверхні футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; вк - товщина стінки футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; Η - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки верхньої конічної секції гідроциклона по Шору; -5 k - коефіцієнт пропорційності, k = (7,1 - 12,1) • 10 . За рахунок оптимізації геометричних параметрів футерівки верхньої конічної 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 підвищення щільності з'єднання, на зовнішній стороні фланця розташовані трикутні виступи. Надалі вдосконалена футерівка верхньої конічної секції гідроциклона пояснюється прикладом її здійснення з посиланням на креслення, що додаються. На Фіг. 1 зображена футерівка верхньої конічної секції гідроциклона, загальний вигляд. На Фіг. 2 зображений фланець футерівки верхньої конічної секції гідроциклона з трикутним виступом. На Фіг. 3 зображений гідроциклон, оснащений футерівкою верхньої конічної секції гідроциклона, загальний вигляд. Футерівка 1 верхньої конічної секції гідроциклона, що заявляється, виконана (Фіг. 1) з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді зрізанного конуса. Особливістю футерівки 1 є те, що геометричні параметри верхньої конічної секції гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 2 -4 Нвк/(D1вк + D2вк ) = (7,85-8,41) • 10 ,(1) 2 3/2 вк = k • D 1вк - H /400, (2) де: hвк - висота футерівки верхньої конічної ї секції гідроциклона, мм; D1вк - верхній діаметр внутрішньої поверхні футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; D2вк·- нижній діаметр внутрішньої поверхні футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; вк - товщина стінки футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; Η - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки верхньої конічної секції гідроциклона по Шору; -5 k - коефіцієнт пропорційності, k = (7,1 - 12,1) • 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) призводить 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 верхньої конічної секції корпусу гідроциклона 4 (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 живильним 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. 2 UA 71556 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Гідроциклон також включає футерівку 17 кришки 3, футерівку 13 вхідної секції 5 корпусу 4, виконану з тангенціальним живлячим патрубком 14 і каналом 15, футерівку 16 циліндричної секції 7 корпусу 4, футерівку 1 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 верхньої конічної секції 8 у складі гідроциклона таким чином. Пульпа надходить під тиском всередину каналу 15 (фіг. 3) тангенціального живильного патрубка 14 футерівки 13 вхідної секції 5 корпусу 4 гідроциклона . При перебігу пульпи по каналу 15 тангенціального живильного патрубка 14 футерівки 13 вхідної секції 5 корпусу 4 гідроциклона відбувається перетворення прямолінійного руху пульпи в криволінійний і вихровий безпосередньо під футерівкою 17 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 завислому стані в пульпі, безперервно рухомої по спіралі усередині корпусу 4 гідроциклона, що звужується донизу, відкидаються до периферії (до стінок футерівок 13, 16, 1, 18), за рахунок сил тертя втрачають швидкість, опускаються вниз і виводяться з гідроциклона через пісковий патрубок 11 і гасник 12 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 10, розташований в його кришці 3. У зв'язку з тим, що геометричні параметри футерівки 1 верхньої конічної секції 8 гідроциклона вибрано за умови виконання співвідношення (1), (2), досягається оптимізація товщини вк футерівки 1, забезпечується якнайкраще поєднання її матеріаломісткості і міцності при забезпеченні необхідного внутрішнього об'єму верхньої конічної секції 8 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. Наведені 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, завислих в рідкому середовищі - пульпі в гідроциклонах. Перелік позначень 1) футерівка верхньої конічної секції гідроциклона 2) трикутний виступ на зовнішній стороні фланця футерівки верхньої конічної секції гідроциклона 3) кришка гідроциклона 4) корпус гідроциклона 5) вхідна секція корпусу гідроциклона 6) тангенціальний живильний 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 живильний патрубок футерівки вхідної секції гідроциклона 15) канал тангенціального живильного патрубка футерівки вхідної секції гідроциклона 16) футерівка циліндричної секції гідроциклона 17) футерівка кришки вхідної секції гідроциклона 18) футерівка нижньої конічної секції гідроциклона 19) футерівка зливного патрубка 20) футерівка піскової насадки 21) футерівка гасника бризок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Футерівка верхньої конічної секції гідроциклона, що виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу у вигляді зрізаного конуса, яка відрізняється тим, що геометричні 3 UA 71556 U 5 10 15 параметри футерівки верхньої конічної секції гідроциклона вибрані за умови виконання наступного співвідношення: 2 -4 Нвк/(D1вк + D2вк ) = (7,85-8,41) • 10 ,(1) 2 3/2 вк = k • D 1вк - H /400, (2) де: hвк - висота футерівки верхньої конічної ї секції гідроциклона, мм; D1вк - верхній діаметр внутрішньої поверхні футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; D2вк·- нижній діаметр внутрішньої поверхні футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; вк - товщина стінки футерівки верхньої конічної секції гідроциклона, мм; Η - твердість гуми або іншого зносостійкого матеріалу футерівки верхньої конічної секції гідроциклона по Шору; -5 k - коефіцієнт пропорційності, k = (7,1 - 12,1) • 10 . 2. Футерівка верхньої конічної секції гідроциклона за п. 1, яка відрізняється тим, що фланці футерівки мають трикутні виступи, розташовані з зовнішньої сторони фланця. 4 UA 71556 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