PL200199B1 - Hydrocyklon - Google Patents

Abstract

1. Hydrocyklon składający się z trzech lub więcej elementów połączonych złączami kołnierzowymi i/lub kielichowo-kołnierzowymi i/lub kielichowymi mającymi powierzchnie stykowe w postaci stożków ściętych, znamienny tym, że w złączu kołnierzowym i kielichowo-kołnierzowym łączonych elementów (1) i (2) oraz (2) i (3) swobodne powierzchnie stykowe (5), (6), korzystnie o kątach wierzchołkowych ostrych i swobodne powierzchnie stykowe (7), (8), korzystnie o kątach wierzchołkowych rozwartych, przed dociśnięciem tworzą szczelinę S, rozpoczynającą się i rozszerzającą się od kołowej linii wstępnego styku (9) na powierzchni wewnętrznej hydrocyklonu, do powierzchni zewnętrznej (11) łączonych kołnierzy (12), (13), a po dociśnięciu łączonych elementów (1) i (2) oraz (2) i (3), kołowa linia wstępnego styku (9) pokrywa się z kołową linią roboczego styku (10), od której zaczyna się robocza powierzchnia stykowa, złożona z powierzchni stożka ściętego wypadkowego (14) i powierzchni stożka ściętego wypadkowego lub korzystnie płaskiego pierścienia wypadkowego (15), połączonych ze sobą lub rozdzielonych cylindryczną powierzchnią kielicha (16) o wysokości hk, przy czym w każdym złączu przynajmniej jeden z łączonych elementów składowych hydrocyklonu jest wykonany z elastomeru.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hydrocyklon stosowany w zakładach przeróbki mechanicznej minerałów oraz w innych zakładach do klasyfikowania i wydzielania cząstek stałych z płynnych zawiesin.

Znane są hydrocyklony składające się z kilku elementów połączonych ze sobą złączami kołnierzowymi i/lub kielichowymi, w których dwie powierzchnie stykowe mają postać stożków ściętych o jednakowych kątach wierzchołkowych. Są to hydrocyklony, w których na zewnątrz stosuje się obudowy stalowe z kołnierzami, a wewnątrz umieszczone są wykładziny gumowe lub poliuretanowe, podobnie jak w hydrocyklonie znanym z opisu ochronnego wzoru użytkowego nr Ru 54195. Powierzchnie stykowe stożkowe w złączach kołnierzowych stosuje się dla współosiowego połączenia elementów składowych hydrocyklonu. Znane są też hydrocyklony ze złączami kołnierzowymi, których korpusy wraz z kołnierzami wykonane są w całości z elastomeru. Złącza kołnierzowe w tych hydrocyklonach mają w płaskich powierzchniach stykowych kołnierzy układy pierścieniowych rowków i wypukłości, których zadaniem jest uszczelnienie złączy i zapewnienie współosiowości łączonych elementów. Szczególnie trudne i ważne jest uszczelnienie hydrocyklonów klasyfikujących zawiesinę o wysokiej temperaturze i zawierającą cząstki intensywnie ścierające.

Hydrocyklon według wynalazku składa się z trzech lub więcej elementów połączonych złączami kołnierzowymi i/lub kielichowo-kołnierzowymi i/lub kielichowymi mającymi powierzchnie stykowe w postaci stożków ściętych. Złącza kołnierzowe i kielichowo-kołnierzowe mają dwie swobodne powierzchnie stykowe, korzystnie o kątach wierzchołkowych ostrych i dwie swobodne powierzchnie stykowe, korzystnie o kątach wierzchołkowych rozwartych. Tak ukształtowane swobodne powierzchnie stykowe, przed dociśnięciem łączonych elementów hydrocyklonu tworzą szczelinę S rozszerzającą się od kołowej linii wstępnego styku na powierzchni wewnętrznej hydrocyklonu do powierzchni zewnętrznej łączonych kołnierzy. Szczelina S między swobodnymi powierzchniami stykowymi o rozwartych kątach wierzchołkowych ma w złączu kołnierzowym bezpośrednie połączenie ze szczeliną między swobodnymi powierzchniami o kątach wierzchołkowych ostrych, a w złączu kielichowo-kołnierzowym jest przesunięta o wysokość hk. Po dociśnięciu łączonych elementów, kołowa linia wstępnego styku łączonych elementów pokrywa się z kołową linią roboczego styku, od której zaczyna się robocza powierzchnia styku złożona z powierzchni stożka ściętego wypadkowego o kącie wierzchołkowym ostrym i powierzchni stożka ściętego wypadkowego o kącie wierzchołkowym rozwartym lub korzystnie płaskiego pierścienia wypadkowego. Powierzchnie te są połączone ze sobą lub są rozdzielone powierzchnią kielicha o wysokości hk. W każdym złączu kołnierzowym i kielichowo-kołnierzowym przynajmniej jeden z łączonych elementów hydrocyklonu jest wykonany z elastomeru.

Odmiana hydrocyklonu według wynalazku składa się z trzech lub więcej elementów połączonych złączami kołnierzowymi i/lub kielichowe - kołnierzowymi i/lub kielichowymi mającymi powierzchnie stykowe w postaci stożków ściętych. W złączu kielichowym łączonych elementów, swobodne powierzchnie stykowe, korzystnie o kątach wierzchołkowych ostrych, przed dociśnięciem tworzą szczelinę S, rozpoczynającą się i rozszerzającą się od kołowej linii wstępnego styku na powierzchni wewnętrznej hydrocyklonu do wewnętrznej powierzchni kielicha. Kielich ma wokół dolnej krawędzi uchylny kołnierz wewnętrzny z powierzchnią naciskową w postaci stożka ściętego, dostosowaną do powierzchni oporowej w postaci stożka ściętego. Po dociśnięciu łączonych elementów, kołowa linia ich wstępnego styku na powierzchni wewnętrznej hydrocyklonu pokrywa się z kołową linią roboczego styku, od której zaczyna się łamana robocza powierzchnia styku. Powierzchnia ta złożona jest z powierzchni stożka ściętego wypadkowego, wewnętrznej cylindrycznej powierzchni kielicha i powierzchni dociskowej o postaci stożka ściętego wypadkowego. W złączu kielichowym, przynajmniej element hydrocyklonu z kielichem jest wykonany z elastomeru.

Przedmiotowy hydrocyklon posiada szereg zalet, które ujawniają się podczas użytkowania w szczególnie trudnych warunkach przemysłowych, do których zalicza się klasyfikację zawiesiny gipsowej w instalacjach odsiarczania spalin. Nawet podczas klasyfikacji zawiesiny o wysokiej temperaturze, powodującej odkształcenia termiczne elementów złączy kołnierzowych i kielichowych zachowana jest szczelność złączy. Taki stan złączy utrzymuje się także po wytarciu korpusu hydrocyklonu wraz z płaszczyznami stykowymi o ostrych kątach wierzchołkowych i zmniejszeniu grubości jego ścian o ponad połowę. Uzyskano te efekty dzięki utrzymywaniu sprężystego naprężenia w stykających się powierzchniach w dociśniętym złączu, niezależnie od stopnia wytarcia korpusu hydrocyklonu. Ukształtowanie złączy kołnierzowych i kielichowych, a także przewidywane odkształcenia sprężyste, przynajmniej jednego elementu w dociśniętym złączu, ułatwiają kojarzenie remontowe elementów nowych

PL 200 199 B1 z elementami częściowo wytartymi lub zdeformowanymi pod wpływem ciśnienia i temperatury. Także łatwe jest wykonanie i zastosowanie elementów o różnej odporności na ścieranie, odpowiedniej do warunków użytkowania.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schemat hydrocyklonu, fig. 2 - przekrój osiowy złącza kołnierzowego, fig. 3 - przekrój osiowy złącza kielichowo-kołnierzowego i fig. 4 - przekrój osiowy złącza kielichowego.

Hydrocyklon według wynalazku uwidoczniony na fig. 1 składa się z czterech elementów, którymi są: głowica-element 1 wstawka cylindryczna-element 2, stożek-element 3 i dysza wylewowa-element 4. Elementy hydrocyklonu 1,2, 3 wykonane są z elastomerów, a element 4 z tworzywa ceramicznego. W złączu kołnierzowym uwidocznionym na fig. 2, korpus głowicy-elementu 1 połączony jest z korpusem wstawki cylindrycznej-elementem 2, a w złączu kielichowo-kołnierzowym uwidocznionym na fig. 3, korpus wstawki cylindrycznej-element 2 połączony jest z korpusem stożka-elementem 3. Złącze kołnierzowe i kielichowo-kołnierzowe mają po cztery powierzchnie stykowe w postaci stożków ściętych, z tym że swobodne powierzchnie stykowe 5 i 6 mają kąty wierzchołkowe ostre, a swobodne powierzchnie stykowe 7 i 8 mają kąty wierzchołkowe rozwarte. Powierzchnie te przed dociśnięciem tworzą szczelinę S rozszerzającą się od kołowej linii wstępnego styku 9 na powierzchni wewnętrznej hydrocyklonu, do powierzchni zewnętrznej 11 łączonych kołnierzy 12 i 13. Jak uwidoczniono na fig. 2, w złączu kołnierzowym szczelina S między swobodnymi powierzchniami stykowymi 7 i 8 ma bezpośrednie połączenie ze szczeliną między swobodnymi powierzchniami stykowymi 5 i 6. W złączu kielichowo-kołnierzowym uwidocznionym na fig. 3, szczelina między swobodnymi powierzchniami stykowymi 7 i 8 jest przesunięta - z zachowaniem współosiowości - o wysokość hk kielicha 16. Po dociśnięciu łączonych elementów 1 i 2 oraz 2 i 3 kołowa linia wstępnego styku 9 przesuwa się aż do pokrycia się z kołową linią roboczego styku 10, od której zaczyna się robocza powierzchnia styku. Robocza powierzchnia styku w złączu kołnierzowym składa się z powierzchni stożka ściętego wypadkowego 14 i powierzchni płaskiego pierścienia wypadkowego 15, a w złączu kielichowo-kołnierzowym powierzchnie te rozdzielone są od siebie cylindryczną powierzchnią kielicha 16.

W odmianie, hydrocyklon według wynalazku posiada złącze kielichowe między korpusem stożka-elementem 2 i korpusem dyszy wylewowej-elementem 4 uwidocznione na fig. 4. W złączu tym, swobodne powierzchnie stykowe 5 i 6 w postaci stożków ściętych o ostrych kątach wierzchołkowych, przed dociśnięciem tworzą szczelinę S rozpoczynającą się i rozszerzającą się od kołowej linii wstępnego styku 9 na powierzchni wewnętrznej hydrocyklonu do wewnętrznej powierzchni kielicha 16. Kielich 16 ma wokół dolnej krawędzi uchylny kołnierz wewnętrzny 17, z powierzchnią naciskową 18 w postaci stożka ściętego, dostosowaną do powierzchni oporowej 19, również w postaci stożka ściętego na elemencie 4. Po dociśnięciu elementów 3 i 4 kołowa linia wstępnego styku 9 pokrywa się z kołową linią roboczego styku 10, od której zaczyna się robocza powierzchnia styku złożona z powierzchni stożka ściętego wypadkowego 14, wewnętrznej cylindrycznej powierzchni kielicha 16 i powierzchni dociskowej 20 w postaci stożka ściętego. W przykładzie wykonania złącza kielichowego mającego sztywną dyszę wylewową - element 4, powierzchnia wypadkowa 14 ma kształt identyczny jak swobodna powierzchnia stykowa 6, a powierzchnia dociskowa 20 jak powierzchnia oporowa 19.

Claims (2)

1. składający się z trzech lub więcej elementów połączonych złączami kołnierzowymi i/lub kielichowo-kołnierzowymi i/lub kielichowymi mającymi powierzchnie stykowe w postaci stożków ściętych, znamienny tym, że w złączu kołnierzowym i kielichowo-kołnierzowym łączonych elementów (1) i (2) oraz (2) i (3) swobodne powierzchnie stykowe (5), (6), korzystnie o kątach wierzchołkowych ostrych i swobodne powierzchnie stykowe (7), (8), korzystnie o kątach wierzchołkowych rozwartych, przed dociśnięciem tworzą szczelinę S, rozpoczynającą się i rozszerzającą się od kołowej linii wstępnego styku (9) na powierzchni wewnętrznej hydrocyklonu, do powierzchni zewnętrznej (11) łączonych kołnierzy (12), (13), a po dociśnięciu łączonych elementów (1) i (2) oraz (2) i (3), kołowa linia wstępnego styku (9) pokrywa się z kołową linią roboczego styku (10), od której zaczyna się robocza powierzchnia stykowa, złożona z powierzchni stożka ściętego wypadkowego (14) i powierzchni stożka ściętego wypadkowego lub korzystnie płaskiego pierścienia wypadkowego (15), połączonych ze sobą lub rozdzielonych cylindryczną powierzchnią kielicha (16) o wysokości hk, przy czym w każ4

PL 200 199 B1 dym złączu przynajmniej jeden z łączonych elementów składowych hydrocyklonu jest wykonany z elastomeru.

2. Hydrocyklon składający się z trzech lub więcej elementów połączonych zzączami kołnierzowymi i/lub kielichowo-kołnierzowymi i/lub kielichowymi mającymi powierzchnie stykowe w postaci stożków ściętych, znamienny tym, że w złączu kielichowym łączonych elementów (3), (4) swobodne powierzchnie stykowe (5) i (6), korzystnie o kątach wierzchołkowych ostrych, przed dociśnięciem tworzą szczelinę S, rozszerzającą się od kołowej linii wstępnego styku (9), na powierzchni wewnętrznej hydrocyklonu, do wewnętrznej powierzchni kielicha (16), mającego wokół dolnej krawędzi uchylny kołnierz wewnętrzny (17), z powierzchnią naciskową (18) w postaci stożka ściętego i dostosowaną do powierzchni oporowej (19) w postaci stożka ściętego, a po dociśnięciu elementów (3) i (4) kołowa linia wstępnego styku (9) pokrywa się z kołową linią roboczego styku (10), od której zaczyna się robocza powierzchnia styku złożona z powierzchni stożka ściętego wypadkowego (14), wewnętrznej cylindrycznej powierzchni kielicha (16) i powierzchni dociskowej (20) o postaci stożka ściętego, przy czym w złączu kielichowym przynajmniej element (3) hydrocyklonu jest wykonany z elastomeru.