Устройство защиты выгрузного окна шнековой центрифуги

Полезная модель относится к области промышленного оборудования и предназначена для защиты выгрузных окон центрифуг.
Выгрузные окна для твердой фазы, в частности бурового раствора, шлама, центрифуг испытывают высокие нагрузки и подвергаются интенсивному износу в связи с тем, что осадок бурового раствора к моменту прохождения через окна имеет наибольшую плотность.
Традиционно для защиты выгрузных окон центрифуг используются вставки, выполняемые из износостойких материалов. Известная вставка по SU 545386, опубл. 05.02.1977, выполненная из карбида кремния, обладает высокой износостойкостью. Однако ее форма не способствует надежности удержания в выгрузном окне, а фиксация там довольно сложна.
Также используются вставки из других соединений, обладающих достаточной износостойкостью. Из US 9393574, опубл. 19.07.2016, известна вставка из карбида вольфрама. Конструкция и монтаж ее также сложны, поскольку для монтажа предполагается использование прижимной пластины, а вес довольно велик.
В качестве ближайшего аналога принят элемент защиты выгрузного окна, используемый в центрифугах SWACO (США), https://atssmartsolutions.com/wp-content/uploads/2016/07/QUICK-REFERENCE-GUIDE.pdf, Quick Reference Guide 414, 518, & 518HV Centrifuges - Electric. p.20, 6.3 Preventative Maintenance - Bearings, также выполненный из карбида вольфрама, но имеющий более простую форму.
Использование устройств защиты выгрузных окон для твердой фазы бурового раствора, выполненных из этого соединения, имеющего высокую твердость и износостойкость, безусловно, показало хорошие результаты при эксплуатации центрифуг. Однако недостатком, имеющимся у устройства защиты по ближайшему аналогу, является достаточно большой вес. Это ведет к увеличению статической нагрузки на опорные подшипники барабана центрифуги и инерционной нагрузки привода, что уменьшает ресурс центрифуги.
Задачей является устранение этого недостатка ближайшего аналога.
Технический результат состоит в снижении статической нагрузки на опорные подшипники барабана центрифуги и инерционной нагрузки привода за счет уменьшения веса устройства защиты выгрузных окон для твердой фазы.
Устройство защиты выгрузного окна твердой фазы бурового шлама шнековой центрифуги, согласно полезной модели, выполнено в виде детали из материала на основе оксида алюминия - корунда, имеющей форму усеченного конуса с осевой симметрией со сквозным осевым отверстием цилиндрической формы.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства защиты выгрузного окна твердой фазы бурового шлама шнековой центрифуги.
На фиг. 2 - устройство защиты в составе центрифуги.
L - длина, мм
dвнеш. б. - внешний диаметр большего основания
dвнеш. м. - внешний диаметр меньшего основания
dвнут. - внутренний диаметр
1 - оголовок барабана центрифуги
2 - устройство защиты
Размеры устройства унифицированы в соответствии с размерами существующей шнековой центрифуги SWACO.
Пример реализации
Длина 37 мм
внешний диаметр большего основания 49 мм
внешний диаметр меньшего основания 44,5 мм
внутренний диаметр 39 мм.
Изделие при таких размерах имеет вес 76 г ± 0,2%.
Метод изготовления данного устройства из корунда не налагает ограничений на его применение для защиты выгрузных окон декантерной центрифуги при работе с буровым раствором. Традиционным методом является спекание.
Вес аналогичного по размерам устройства по ближайшему аналогу составляет 308 г.
Таким образом, в сравнении с ближайшим аналогом вес снижен на 75%.
Для использования по назначению каждое из устройств изнутри монтируется большим основанием в выгрузное окно центрифуги и удерживается там за счет конической формы, клея и центробежной силы, выступая с внешней стороны стенки центрифуги на величину, составляющую разницу между длиной устройства и толщиной стенки центрифуги, составляющую порядка 23 мм.
В центрифуге одновременно используется 16 таких устройств. Таким образом, при применении устройства защиты с меньшим весом общий вес центрифуги снижается. Соответственно, снижаются и статическая нагрузка на опорные подшипники барабана центрифуги и инерционная нагрузка привода.
В ходе проведения эксперимента после 1500 часов работы износ составил не более 1 мм, что является аналогичным износу в ближайшем аналоге. Конструкция в совокупности с материалом, из которого выполнено устройство, обеспечивают и простоту его замены. Таким образом, обладая преимуществами по весу, по оказываемым нагрузкам, по показателю износостойкости и простоте замены решение не уступает ближайшему аналогу.
Следовательно, технический результат достигнут.
Таким образом, устройство защиты выгрузного окна твердой фракции бурового шлама шнековой центрифуги может быть эффективно использовано в промышленных целях, что является актуальным в условиях импортозамещения. Для изготовления устройства используется отечественное сырье, являющееся доступным.