Футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона

Реферат: Футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона містить циліндричну оболонку, живильний патрубок, еластичну компенсаційну насадку, футерівку. Канал живильного патрубка примикає до циліндричної оболонки по спіралі і виконаний з прямокутною вхідною ділянкою. UA 69551 U (12) UA 69551 U UA 69551 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до області збагачення корисних копалини, 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. З рівня техніки відома футерівка вхідної секції корпусу гідроциклону, яка виконана з гуми або з іншого зносостійкого матеріалу, що складається з циліндричної оболонки і тангенціально розташованого до неї живильного патрубка, канал якого має циліндричну або конічну ділянку на вході і сполучений з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки на виході ["Гідроциклон" UA10226 (U) (Бабарицький К.О. та інші) В04С 5/085, 15.11.2005, аналог] [1]. Недоліком відомої футерівки вхідної секції корпусу гідроциклону [1] є недосконалість геометричних параметрів каналу живильного патрубка. Викликано це тим, що канал живильного патрубка на вході, в середній частині і на виході виконаний циліндричним або овальним, внаслідок чого така форма каналу живильного патрубка не забезпечує максимальну лінійну швидкість і рівномірний розподіл пульпи, що надходить по ньому, по внутрішній стінці циліндричної оболонки. Через це не досягається необхідна оптимальна відцентрова сила при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної оболонки, що знижує ефективність розділення в гідроциклоні по крупності матеріалів, зважених в пульпі. З рівня техніки відома найбільш близька по кількості загальних ознак і результату, що досягається, футерівка вхідної секції корпусу гідроциклону, яка виконана із зносостійкого матеріалу, переважно з еластомеру, і що складається з циліндричної оболонки і живильного патрубка, що примикає до неї, канал якого виконаний з поперечним перерізом (F1>F2), що звужується до виходу, і прямокутною вихідною ділянкою, сполученою своєю зовнішньою стінкою з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки футерівки на виході ["Футерівка вхідної секції корпусу гідроциклону" UA59837 (U) (Бро С.М., Свістельник О.Я.) В04С5/085, 25.05.2011, найбільш близький аналог - прототип] [2]. Живильний патрубок тангенціально примикає до циліндричної оболонки. Особливістю відомої футерівки вхідної секції корпусу гідроциклону [2] є те, що в каналі живильного патрубка циліндрична або конічна ділянка виконана плавно перехідною в прямокутну ділянку, сполучену своєю зовнішньою стінкою з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки на виході, при цьому геометричні параметри поперечних перерізів каналу живильного патрубка виконані, виходячи з умов забезпечення наступних співвідношень: B  0,6  1,2 D , H  0,7  11 , D , 35 40 (1) (2) де: В - ширина прямокутної ділянки каналу живильного патрубка, мм; Н - висота прямокутної ділянки каналу живильного патрубка, мм; D - діаметр циліндрового або конічного ділянки каналу живильного патрубка на вході, мм. На думку заявників, з найбільшою ефективністю футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона працює за умови, що геометричні параметри поперечних перерізів каналу живильного патрубка виконані виходячи з умови забезпечення наступного співвідношення їх площ: F1≥F2, 45 50 (3) де: F1 - площа поперечного перерізу циліндричної або конічної ділянки каналу живильного 2 патрубка на вході, мм ; F2 - площа поперечного перерізу прямокутної ділянки каналу живильного патрубка на 2 виході, мм . Недолік відомої футерівки вхідної секції корпусу гідроциклону [2] полягає в тому, що при співвідношенні (1) і (2) більше 1,0, не може бути виконане співвідношення (3). B H  1,2  1,1 D D Наприклад, коли ; ; при D=1, 2 тоді F1=(·D ): 4=0,785, a F2=В·Н=1,2·1,1=1,32. Тобто F1 F2), і прямокутною вихідною ділянкою, зв'язаною своєю зовнішньою стінкою з внутрішньою стінкою циліндричної оболонки футерівки на виході, згідно з корисною моделлю, канал живильного патрубка примикає до циліндричної оболонки по спіралі і виконаний з прямокутною вхідною ділянкою, плавно сполученою своїми стінками із стінками прямокутної вихідної ділянки, при цьому геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки і прямокутної вихідної ділянки каналу живильного патрубка виконані, виходячи з умов забезпечення наступних співвідношень:25 В1≥В2, Н1≤Н2, 30 35 40 45 50 (1) (2) де: В1 - ширина прямокутної вхідної ділянки каналу живильного патрубка, мм; В2 - ширина прямокутної вихідної ділянки каналу живильного патрубка, мм; H1 - висота прямокутної вхідної ділянки каналу живильного патрубка, мм; Н2 - висота прямокутної вихідної ділянки каналу живильного патрубка, мм, а живильний патрубок додатково забезпечений вхідною еластичною компенсаційною насадкою, канал якої виконаний з поперечним перерізом, що звужується до виходу (F0>F1), і з циліндричною вхідною ділянкою, плавно сполученою з прямокутною вихідною ділянкою, а геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вихідної ділянки каналу вхідної еластичної компенсаційної насадки відповідають геометричним параметрам поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки каналу живильного патрубка. У зв'язку з тим, що канал живильного патрубка примикає до циліндричної оболонки по спіралі, забезпечується спіральне введення гідроциклону, на відміну від традиційного тангенціального [2], що забезпечує кращу підготовку потоку перед класифікацією і точність розділення. Завдяки тому, що канал живильного патрубка, який виконаний з поперечним перерізом, що звужується до виходу (F1>F2), виконаний з прямокутною вхідною ділянкою, плавно сполученою своїми стінками із стінками прямокутної вихідної ділянки, досягається перетворення прямолінійного потоку пульпи в криволінійний і плавне звуження поперечного перерізу під дією відцентрових сил і ефективне прискорення потоку пульпи по спіральному каналу живильного патрубка, що підвищує швидкість входу потоку пульпи в циліндричну оболонку і, відповідно забезпечує кращу підготовку потоку перед класифікацією і точність розділення пульпи на фракції. Дослідним шляхом встановлено, що найефективніше футерівка вхідної секції працює, коли канал живильного патрубка, який виконаний з поперечним перерізом, що звужується до виходу (F1>F2), коли геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки і прямокутної вихідної ділянки каналу живильного патрубка виконані, виходячи з умов забезпечення наступних співвідношень: В1≥В2, Н1≤Н2, (1) (2) 55 де: В1 - ширина прямокутної вхідної ділянки каналу живильного патрубка, мм; 2 UA 69551 U 5 10 15 20 25 30 35 В2 - ширина прямокутної вихідної ділянки каналу живильного патрубка, мм; H1 - висота прямокутної вхідної ділянки каналу живильного патрубка, мм; Н2 - висота прямокутної вихідної ділянки каналу живильного патрубка, мм. У зв'язку з тим, що живильний патрубок додатково забезпечений вхідною еластичною компенсаційною насадкою, канал якої виконаний з поперечним перерізом, що звужується до (F0>F1) виходу, і з циліндричною вхідною ділянкою, плавно сполученою з прямокутною вихідною ділянкою, а геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вихідної ділянки каналу вхідної еластичної компенсаційної насадки відповідають геометричним параметрам поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки каналу живильного патрубка, досягається зручність приєднання до кільцевого фланця пульпопроводу, для усунення монтажних перекосів, плавного руху пульпи з каналу трубопроводу в канал живильного патрубка, а також демпфування перепадів тиску і підвищення ефективності перетворення прямолінійного потоку в швидкісний потік в каналі живильного патрубка, який примикає до циліндричної оболонки по спіралі. За рахунок цього забезпечується досягнення оптимальної відцентрової сили при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної оболонки, що підвищує ефективність розділення в гідроциклоні матеріалів, зважених в пульпі, по крупності. Надалі корисна модель пояснюється прикладом її здійснення з посиланнями на креслення, що додаються. На фіг. 1 зображена футерівка вхідної секції корпусу гідроциклону, вид збоку (з боку входу в живильний патрубок). На фіг. 2 зображений розріз А-А на фіг. 1. На фіг. 3 зображений гідроциклон з вхідною секцією корпусу, оснащеною заявленою футерівкою. Футерівка 1 вхідної секції корпусу гідроциклону (фіг. 1-3) виконана (фіг. 1) із зносостійкого матеріалу, переважно з еластомеру, і складається з циліндричної оболонки 2 і живильного патрубка 3, що примикає до неї, канал 4 якого виконаний з поперечним перерізом, що звужується до виходу (F1>F2), і прямокутною вихідною ділянкою, сполученою своєю зовнішньою стінкою 7 з внутрішньою стінкою 8 циліндричної оболонки 2 футерівки 1 на виході. Особливістю футерівки 1 вхідної секції корпусу гідроциклону є те, що канал 4 живильного патрубка 3 примикає до циліндричної оболонки 2 по спіралі і виконаний з прямокутною вхідною ділянкою 5, плавно сполученою своїми стінками із стінками прямокутної вихідної ділянки 6. Найефективніше футерівка вхідної секції працює, коли геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки 5 і прямокутної вихідної ділянки 6 каналу 4 живильного патрубка 3 виконані, виходячи з умов забезпечення наступних співвідношень: В1≥В2, Н1≤Н2, 40 45 50 55 (1) (2) де: В1 - ширина прямокутної вхідної ділянки 5 каналу 4 живильного патрубка 3, мм; В2 - ширина прямокутної вихідної ділянки 6 каналу 4 живильного патрубка 3, мм; Н1 - висота прямокутної вхідної ділянки 5 каналу 4 живильного патрубка 3, мм; Н2 - висота прямокутної вихідної ділянки 6 каналу 4 живильного патрубка 3, мм. Крім того, живильний патрубок 3 додатково забезпечений вхідною еластичною компенсаційною насадкою 9, канал 10 якої виконаний з поперечним перерізом, що звужується до виходу (F0>F1), і з циліндричною вхідною ділянкою 11, плавно сполученою з прямокутною вихідною ділянкою 12. При цьому геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вихідної ділянки 12 каналу 10 вхідної еластичної компенсаційної насадки 9 відповідають геометричним параметрам поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки 5 каналу 4 живильного патрубка 3. Футерівка 1 є облицюванням внутрішньої поверхні вхідної секції 15 корпусу 14 гідроциклону 13 (фіг. 3). Гідроциклон 13 (фіг. 3) містить корпус 14, що складається з верхньої, як правило, циліндричної вхідної секції 15 із спіральним живильним патрубком 3, яку (15) ще називають головкою входу, кришки 16, циліндричної секції 17 і декілька, наприклад двох, верхньої і нижньої конічних секцій 18, 19, що звужуються донизу. Гідроциклон 13 також містить зливний патрубок 20, встановлений по осі кришки 16, і піскову насадку 21, прикріплену до нижньої конічної секції 19 корпусу 14. 3 UA 69551 U 5 10 15 20 25 Гідроциклон 13 також включає футерівку 22 кришки 16 вхідної секції 15, футерівку 23 циліндричної секції 17, футерівку 24 верхньої конічної секції 14, футерівку 25 нижньої конічної секції 15, футерівку 26 зливного патрубка 16 і футерівку 27 піскової насадки 21. Працює футерівка 1 вхідної секції 15 корпусу 14 у складі гідроциклону 13 таким чином. До фланця циліндричної вхідної ділянки 11 каналу 10 вхідної еластичної компенсаційної насадки 9 (фіг. 2, 3) під'єднують фланець рукава пульпопроводу (на кресленні не показаний). Пульпа надходить під тиском всередину вхідної ділянки 11 каналу 10 вхідної еластичної компенсаційної насадки 9 і через прямокутну вихідну ділянку 12 входить в прямокутну вхідну ділянку 5 каналу 4 (фіг. 2) спірального живильного патрубка 3 футерівки 1 вхідної секції 15 корпусу 14 гідроциклону 13. При перебігу пульпи по каналу 10 вхідної еластичної компенсаційної насадки 9 відбувається плавне перетворення потоку пульпи з циліндричного в прямокутний. При перебігу пульпи по каналу 4 спіральні живлячі патрубки 3 футерівки 1 вхідної секції 15 корпусу 14 гідроциклону 13 відбувається перетворення прямолінійного руху пульпи в криволінійне і вихрове. Завдяки тому, що канал 4 живильного патрубка 3, який виконаний з поперечним перерізом, що звужується до виходу (F1>F2), виконаний з прямокутною вхідною ділянкою 5, плавно сполученою своїми стінками із стінками прямокутної вихідної ділянки 6, досягається плавне і ламінарне перетворення прямолінійного потоку пульпи в криволінійний потік і плавне звуження поперечного перерізу під дією відцентрових сил і ефективне прискорення потоку пульпи по спіральному каналу 4 живильного патрубка 3. За рахунок цього досягається підвищення швидкості входу потоку пульпи в циліндрову оболонку 8 вхідної секції 15 корпусу 14 гідроциклону 13, що, відповідно, забезпечує кращу підготовку потоку перед класифікацією і точність розділення пульпи на фракції. Найефективніше футерівка 1 вхідної секції 15 корпусу 14 гідроциклону 13 працює, коли канал 4, живлячі патрубки 3, який виконаний з поперечним перерізом, що звужується до виходу (F1>F2), коли геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки 5 і прямокутної вихідної ділянки 6 каналу 4 живильного патрубка 3 виконані, виходячи з умов забезпечення наступних співвідношень: 30 В1≥В2, Н1≤Н2, 35 40 45 50 55 (1) (2) де: В1 - ширина прямокутної вхідної ділянки 5 каналу 4 живильного патрубка 3, мм; В2 - ширина прямокутної вихідної ділянки 6 каналу 4 живильного патрубка 3,мм; Н1 - висота прямокутної вхідної ділянки 5 каналу 4 живильного патрубка 3, мм; Н2 - висота прямокутної вихідної ділянки 6 каналу 4 живильного патрубка 3, мм. У зв'язку з тим, що живильний патрубок 3 додатково забезпечений вхідною еластичною компенсаційною насадкою 9, канал 10 якої виконаний з поперечним перерізом, що звужується 2 до виходу (F0=·D :4>В1·Н1), і з циліндричною вхідною ділянкою 11, плавно сполученою з прямокутною вихідною ділянкою 12, а геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вихідної ділянки 12 каналу 10 вхідної еластичної компенсаційної насадки 9 відповідають геометричним параметрам поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки 5 каналу 4 живильного патрубка 3 футерівки 1 вхідної секції 15, досягається зручність її (9) приєднання до кільцевого фланця рукава пульпопроводу. Окрім цього, забезпечується усунення монтажних перекосів, плавний рух пульпи з каналу пульпопроводу в канал 4 живильного патрубка 3, а також демпфування перепадів тиску. Одночасно досягається підвищення ефективності перетворення прямолінійного потоку в швидкісний криволінійний потік в каналі 4 живильного патрубка 3, який примикає до циліндричної оболонки 2 футерівки 1 вхідної секції 15 корпусу 14 гідроциклону 13 по спіралі. За рахунок цього забезпечується досягнення оптимальної відцентрової сили при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної оболонки 17, що підвищує ефективність розділення в гідроциклоні 13 матеріалів, зважених в пульпі, по крупності. При цьому геометричні параметри поперечних перерізів каналу 4 живильного патрубка 3, виконані, виходячи з умов забезпечення приведених співвідношень (1) і (2), забезпечують необхідну відцентрову силу при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної оболонки 2 футерівки 1 і далі усередині футерівок 23, 24, 25 відповідно циліндричної секції 17, верхньої конічної секції 18 і нижньої конічної секції 19 корпусу 14 гідроциклону 13, що підвищує ефективність розділення в гідроциклоні 13 по крупності матеріалів, зважених в пульпі. 4 UA 69551 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При співвідношенні (F1=В1·Н1≥F2=В2·Н2) (3) площі поперечного перерізу прямокутної ділянки 5 (F1=В1·Н1) до площі поперечного перерізу прямокутної ділянки 6 (F2=В2·Н2) каналу 4 спірального живильного патрубка 3 забезпечується суцільність потоку і максимальна лінійна швидкість пульпи, що надходить по каналу 4 спірального живильного патрубка 3 на внутрішню стінку 8 циліндричної оболонки 2 футерівки 1, що підвищує ефективність розділення матеріалів. При подальшому русі пульпа здійснює вихрове переміщення по спіралі усередині секцій 15, 17, 18, 19 корпусу 14 гідроциклону 13. Під дією відцентрових сил тверді частинки крупнішої (важкої) фракції, що знаходяться в зваженому стані в безперервно рухомій по спіралі пульпі усередині корпусу 14, що звужується донизу, гідроциклону 13, відкидаються до периферії (до стінок футерівок 1, 23, 24, 25), за рахунок сил тертя втрачають швидкість, опускаються вниз і виводяться з гідроциклона 13 через піскову насадку 21. А невеликі тверді частинки дрібної (легкої) фракції, зважені в рідкому середовищі, освітленій пульпі, по осі гідроциклона 13, де утворюється зона зниженого тиску, висхідним потоком виводяться з гідроциклона 13 через зливний патрубок 20, розташований в його кришці 16. Таким чином, в результаті того, що канал 4 живильного патрубка 3 по ходу руху пульпи має тільки коробчасту форму і плавно сполучається з внутрішньою поверхнею 8 циліндричної оболонки 2 футерівки 1, його геометричні параметри на вході і виході, вибрані по формулах (1) і (2), забезпечують максимальну лінійну швидкість і рівномірний розподіл пульпи, а живильний патрубок 3 на вході має компенсуючий засіб - вхідну еластичну компенсаційну насадку 9 для зручного приєднання до фланця пульпопроводу, для усунення монтажних перекосів, для плавного руху через нього (9) пульпи з каналу пульпопроводу в канал 4 живильного патрубка 3, а також для демпфування перепадів тиску. Це дозволяє забезпечити оптимальні відцентрові сили при русі пульпи по криволінійній траєкторії усередині циліндричної оболонки 2, що підвищує ефективність розділення в гідроциклоні 13 матеріалів, зважених в пульпі, по крупності. Приведені відомості свідчать про можливість промислової придатності корисної моделі, яка може знайти широке застосування в гірничорудній, металургійній, хімічній, целюлознопаперовій, будівництво і інших галузях промисловості для розділення по крупності матеріалів, зважених в рідкому середовищі - пульпі в гідроциклонах. Перелік позначень 1) футерівка вхідної секції 2) циліндрична оболонка 3) живильний патрубок 4) канал живильного патрубка 5) прямокутна вхідна ділянка каналу живильного патрубка 6) прямокутна вихідна ділянка каналу живильного патрубка 7) зовнішня стінка каналу живильного патрубка 8) внутрішня стінка циліндричної оболонки 9) вхідна еластична компенсаційна насадка 10) канал вхідної еластичної компенсаційної насадки 11) циліндрична вхідна ділянка каналу вхідної еластичної компенсаційної насадки 12) прямокутна вихідна ділянка каналу вхідної еластичної компенсаційної насадки 13) гідроциклон 14) корпус гідроциклону 15) вхідна секція 16) кришка 17) циліндрична секція 18) верхня конічна секція 19) нижня конічна секція 20) зливний патрубок 21) піскова насадка 22) футерівка кришки 23) футерівка циліндричної секції 24) футерівка верхньої конічної секції 25) футерівка нижньої конічної секції 26) футерівка зливного патрубка 27) футерівка піскової насадки 60 5 UA 69551 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 Футерівка вхідної секції корпусу гідроциклона, яка виконана із зносостійкого матеріалу, переважно з еластомеру, і що складається з циліндричної оболонки (2) і живильного патрубка (3), що примикає до неї, канал (4) якого виконаний з поперечним перерізом, що звужується до виходу (F1>F2), і прямокутною вихідною ділянкою (6), сполученою своєю зовнішньою стінкою (7) з внутрішньою стінкою (8) циліндричної оболонки (2) футерівки (1) на виході, яка відрізняється тим, що канал (4) живильного патрубка (3) примикає до циліндричної оболонки (2) по спіралі і виконаний з прямокутною вхідною ділянкою (5), плавно сполученою своїми стінками із стінками прямокутної вихідної ділянки (6), при цьому геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки (5) і прямокутної вихідної ділянки (6) каналу (4) живильного патрубка (3) виконані, виходячи з умов забезпечення наступних співвідношень: В1>В2, (1) Н1F1), і з циліндричною вхідною ділянкою (11), плавно сполученою з прямокутною вихідною ділянкою (12), а геометричні параметри поперечного перерізу прямокутної вихідної ділянки (12) каналу (10) вхідної еластичної компенсаційної насадки (9) відповідають геометричним параметрам поперечного перерізу прямокутної вхідної ділянки (5) каналу (4) живильного патрубка (3). 6 UA 69551 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 7