Корпус циклона

Корпус циклона, що включає сполучені між собою циліндрову і конічні секції, що містять торцеві фланці, а також кожухи і захисні футерівки, 3 84829 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 містить 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 конічних секції корпусу виготовлені з еластомеру і армовані 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 технічної 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 4 (сполучні деталі), 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 перетин А-А на Фіг.1. На Фіг.3 зображений перетин Б-Б на Фіг.1. На Фіг.4 зображений перетин В-В на Фіг.1. На Фіг.5 зображений армуючий каркас циліндричної секції корпусу циклону. На Фіг.6 зображений армуючий каркас конічної секції (верхньої) корпусу циклону. На Фіг.7 зображений армуючий каркас конічної секції (нижньої) корпусу циклону. На Фіг.8 зображене технологічне оснащення. На Фіг.9 зображений перетин Г-Г на Фіг.8. На Фіг.10 зображений циклон із запропонованим корпусом. Корпус 1 циклону включає (Фіг.1, 2, 3, 4) 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 5 84829 вигляді циліндрів і конусів, що скріплені між собою і з торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9. Захисні футерівки 13, 14, 15 (Фіг.1, 2, 3, 4) циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 корпусу 1 виготовлені з еластомеру і армовані стрижнями 16, 17, 18, які жорстко сполучені з торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9 в армуючі каркаси 19, 20, 21 (Фіг.1, 5, 6, 7). Як еластомер захисних футерівок 13, 14, 15 можуть бути використані, наприклад гума, фторопласт або інший полімерний матеріал. 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 19б, 20б, 21б. Фітинги 19а, 20а, 21а виконані у вигляді відрізків стрижнів, які жорстко сполучені з одного боку з кінцевими частинами подовжніх стрижнів 16, 17, 18, а з другого боку з торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9. Кожне бандажне кільце 19б, 20б, 21б 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 19б, 20б, 21б 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 19б, 20б, 21б 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 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 еластомеру, наприклад гуми, фторопласту або інших полімерних матеріалів. Для виготовлення циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 використовують те хнологічне оснащення. Технологічне оснащення, наприклад, для виготовлення конічної секції (верхньої) 3 корпуси 1 циклону (Фіг.8, 9) 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 аналогічних кріпильних елементів - болтів 24, гайок 25 і шайб 26. Оправка 27 має форму і геометричні параметри зовнішньої поверхні 33, відповідні формі і геометричним параметрам внутрішньої поверхні захисної футерівки 13, 14, 15, виконаної з 6 еластомеру, наприклад гуми, циліндричної або конічних секцій 2, 3, 4 корпуси 1 циклону. У конкретному прикладі виконання оправки 27 (Фіг.8, 9) має форму і геометричні параметри зовнішньої поверхні 33, відповідні формі і геометричним параметрам внутрішньої поверхні захисної гумової футерівки 14 конічної секції 3 корпусу 1 циклону. Процес виготовлення корпусу 1 циклону в загальному випадку включає (Фіг.8, 9) 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 гумові 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 із гуми. 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 корпусу 1 фланці 5 і 5, 6 і 7, 8 і 9 заздалегідь сполучають між собою стрижнями 16, 17, 18 в армуючі каркаси 19, 20, 21 (Фіг.5, 6, 7). Потім армуючі каркаси 19, 20, 21 циліндричної і конічних секцій 2, 3, 4 додатково підсилюють фітингами (сполучними деталями) 19а, 20а, 21а і бандажними кільцями 19б, 20б, 21б. 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 19б, 20б, 21б 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 формують захисні гумові футерівки 13, 14, 15 в два етапи. На першому етапі на оправку 27 (Фіг.8) укладають перший шар "а" (Фіг.9) сирої гуми (~2530мм), який згодом є основним амортизуючим шаром сформованої захисної гумової футерівки 13, 14, 15. На перший шар "а" (Фіг.9) сирої гуми встановлюють армуючі каркаси 19, 20, 21 (Фіг.5, 6, 7), які за допомогою торцевих фланців 5 і 5, 6 і 7, 8 і 9 за допомогою кріпильних елементів (болтів 24, гайок 25 і шайб 26) кріплять в проектному положенні до верхнього і нижнього дисків 28, 29 технологічного оснащення. На другому етапі укладають другий шар "б" (Фіг.9) сирої гуми, який укладають на перший шар "а" сирої гуми між стрижнями 16, 17, 18 і бандажними кільцями 19б, 20б, 21б армуючих каркасів 19, 20, 21 захисної гумової футерівки 13, 14, 15 роблять обв'язування сирої гуми вологими бинтами. Потім роблять вулканізацію сирої гуми в автоклаві при температурі 140-150°. При цьому відбувається міцне з'єднання (спікання) захисної гумової футерівки 13, 14, 15 з армуючими каркасами 19, 20, 21 по всій поверхні сполучення. 7 84829 Після закінчення вулканізації бинти видаляють. Після вулканізації на сформованих захисних гумових футерівках 13, 14, 15, як на оправках, формують кожухи 10, 11, 12 (Фіг.8, 9) будь-яким відомим способом. Формування кожухів 10, 11, 12 виконують одним з відомих способів, наприклад, нанесенням 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 (Фіг.1). Готовий корпус 1 (Фіг.1) використовують в конструкції циклону (Фіг.10). Циклон (Фіг.10) містить згаданий корпус 1 (Фіг.1), кришку 34, тангенціальний вхідний патрубок 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 гумову футерівку 40 і сполучена з циліндричною секцією 2 корпусу 1 за допомогою гумової прокладки 41 і кріпильних елементів - болтів 24, гайок 25 і шайб 26. Тангенціальний вхідний патрубок 35 містить кожух 42, торцевий фланець 43 і захисну гумову футерівку 44 і скріпляє з циліндричною секцією 2 корпусу 1 при сумісному виготовленні. Осьовий вихідний патрубок 36 важкої фракції містить кожух 45, торцевий фланець 46 і захисну гумову футерівку 47 і сполучений з нижньою конічною секцією 4 корпусу 1 за допомогою гумової 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 гумові футерівки 51, 52 і сполучений з кришкою 34 за допомогою гумової прокладки 53 і кріпильних елементів - болтів 24, гайок 25 і шайб 26. Циклон з вдосконаленою конструкцією і технологією його виготовлення працює таким чином. Середовище, що розділяється, із заданою швидкістю тангенціально поступає в циклон по тангенціальному вхідному патрубку 35 (Фіг.10), придбаває обертання і рухається вниз по гвинтовій спіралі уздовж захисних гумових 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 гумову футерівку 13 циліндричної секції 2 корпусу 1, пригальмовується за рахунок виникаючих сил тертя, опускається вниз по гвинтовій спіралі уздовж захисних гумових футерівок 14, 15 конічних секцій 3, 4 корпусу 1 і виводиться 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 ре 8 версивним 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 корпусу 1 підсилюючих елементів - фітингів (сполучних деталей) 19а, 20а, 21а, виконаних у вигляді відрізків стрижнів, які жорстко сполучені з одного боку з кінцевими частинами подовжніх стрижнів 16, 17, 18, а з другого боку - з торцевими фланцями 5, 6, 7, 8, 9, а також наявність бандажних кілець 19б, 20б, 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 Корпус 1. Циліндрична секція 2. Конічна секція 3. Конічна секція 4. Торцевий фланець циліндричної секції 2 5. Торцевий фланець конічної секції 3 6. Торцевий фланець конічної секції 3 7. Торцевий фланець конічної секції 4 8. Торцевий фланець конічної секції 4 9. Кожух циліндричної секції 10. Кожух конічної секції 3 11. Кожух конічної секції 4 12. Захисна футерівка циліндровій секції 2 13. Захисна футерівка конічній секції 3 14. Захисна футерівка конічній секції 4 15. Стрижні захисної футерівки 13 циліндричної секції 2 16. Стрижні захисної футерівки 14 конічної секції 3 17. Стрижні захисної футерівки 15 конічної секції 4 18. 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 3 20а. Фітинг (сполучна деталь) конічної секції 3 20б. Бандажне кільце конічної секції 3 9 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 28. Верхній диск 29. Нижній диск 30. Штанга 31. Гайка 32. Підставка 33. Зовнішня поверхня оправки 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 84829 10 41. Прокладка 42. Кожух тангенціального вхідного патрубка 35 43. Торцевий фланець тангенціального вхідного патрубка 35 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 84829 12 13 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 84829 Підписне 14 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