Гидроциклон

 

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробежных сил и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности разделения при снижении энергозатрат. Гидроциклон состоит из цилиндроконического корпуса 1 с входным 2, сливным 3 и песковым 4 патрубками. В сливном патрубке 3 установлена осевая трубка (Т) 5. Песковый патрубок 4 выполнен из эластичного материала и расположен в камере (К) 6, снабженной отверстием 7 подачи газа и выходным отверстием 8. Отверстие 7 соединено с источником газа через штуцер 9, а отверстие 8 соединено с Т 5 с помощью трубопровода 10 через средство 11 для периодического перекрытия отверстия 8. Суспензия поступает через входной патрубок 2 в корпус 1, где происходит разделение ее на осветленную часть, отводимую через сливной патрубок 3, и сгущенную, выводимую через песковый патрубок 4. Под действием давления газа, подаваемого в К 6 через штуцер 9 и отверстие 7, подпружиненный клапан 12 средства 11 совершает колебательное движение, периодически открывая и закрывая отверстие 8. При открытии отверстия 8 К 6 сообщается через трубопровод 10 и Т 5 с воздушным столбом и давление в К 6 снижается. При закрытии клапаном 12 отверстия 8 давление в К 6 повышается. Возникающие пульсации позволяют повысить эффективность разделения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 04 С 5 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7О вг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ I HHT СССР (2I) 4347309/31-26 (22) 24. 11.87 (46) 15.07.89. Бюл. Х 26 (71) Горьковский политехнический институт им. Л. Л. Ж,.)анова (72) II. Л. Кудрявцев, Л. И. Пронин, Г. 1. Гарифзянов, М. Ф. Хакимов и Л. Il..lîãàíîâ (53) 621.928.37 (088.8) (56) Лнторское свил«т«льство (.((:Р

Л<> 532399, кл. В 04 (. 5/16, 1976.

Лвторское свидет«льство (.(.(.Р ,Х) 1159647, кл. В 04 (. 5! 107, 1984.

11атент (;ILIA Л) 2648433, кл. 209 -211, 1953.

„„SU„„1493320 A 1

2 (54) ГИДРОЦИКЛОН (57) Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных си TE ÷ пот действием центробежных сил и может быть использовано в химической и другHx отраслях промышленности. Цель изобретения повышение эффективности разделения при снижении энергозатрат. Гидроцик1он состоит из цилиндроконического корпуса 1 с входным 2, сливным 3 и песковым 4 патрубками. В сливном патрубке 3 установлена осевая трубка (I) 5. Песковый патрубок 4 выполнен из эластичног0 материала и расположен в камере (К) 6, снабж«иной отверстием 7 подачи газа и выход1493320 ным отверстием 8. Отверстие 7 соединено с источником газа через штуцер 9, а отверстие 8 соединено с Т 5 с помощью трубопровода 10 через средство 11 для периодического перекрытия отверстия 8. Суспензия поступает через входной патрубок 2 в корпус 1, где происходит разделение ее на осветленную часть, отводимую через сливной патрубок 3, и сгущенную, выводимую через песковый патрубок 4. Под действием давления газа, подаваемого в К 6 через штуцер 9

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробежных сил и может 6blTh использовано в .химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях иром ы шлеп ности.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения при снижении энергопотребления.

На чертеже п редста влен гидроци клон, обгций вид.

Гидроциклон состоит из цилиндрического корпуса 1 свходным 2,,сливным 3 и носковым 4 патрубками. В сливном патрубке 3 соосно ему установлена осевая трубKd 5 (возможно выполнение гидроциклона с осс вой трубкой, установленной в песковоM патрубке, Но при этом снижается надежность устройства из-за забивки пескового патрубка). Песковый патрубок 4 выполнен из эластичного материала, например резины, и расположен в камере 6, снабженной отверстием 7 подачи газа и выходным отверстием 8, при этом проходное сечение отверстия 8 больше, чем отверстия 7. Отверстие 7 соединено с источником сжатого газа через штуцер 9 (подача сжатого газа необходима не всегда, поскольку в условиях, сопровождающихся образованием значительного вакуума в осевой зоне гидроциклона, возможна работа устройства с возбуждением колебаний за счет перепада давлений между атмосферой и осевой зоной гидроциклона, т. е. за счет внутренних источников энергии с подачей в устройство атмосферного воздуха) . Выходное отверстие 8 соединено с осевой трубкой 5 с помощью трубопровода 10 через средство 11 для периодического перекрытия отверстия 8, например, в виде подпружиненного клапана !2 (возможно выполнение средства 11 с внешним приводом, в том числе регулируемым).

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная разделяемая суспензия под давлением через входной патрубок 2 поступает в корпус 1 гидроциклона, где приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил происходит разделе5

40 и отверстие 7, подпружиненный клапан 12 средства 1! совершает колебательное движение, периодически открывая и закрывая отверстие 8. При открытии отверстия 8 К 6 сообщается через трубопровод 10 и Т 5 с воздушным столбом и давление в К 6 снижается. При закрытии клапаном 12 отверстия

8 давление в К 6 повышается. Возникающие пульсации позволяют повысить эффективность разделения. 1 ил. ние суспензии с образованием осветленной жидкости, выводимой через сливной патрубок 3, и сгущенной суспензии, выводимой через песковый патрубок 4. При работе гидроциклона в его осевой зоне возникает разрежение и создается воздушный столб. Под действием давления газа, подаваемого в камеру 6 через штуцер 9 и отверстие 7, подпружиненный клапан 12 средства 1 совершает колебательное движение, периодически открывая и закрывая отверстие

8. При открытии отверстия 8 камера 6 сообщается через трубопровод 10 и осевую трубку 5 с воздушным стобом гидроциклона. При этом вследствие того, что диаметр отверстия 8 больше, чем у отверстия 7, скорость отвода газа через отверстие 8 оказывается больше, чем скорость подачи газа в камеру 6 через отверстие 7. В результате давление в камере 6 снижается.

Клапан 12 закрывает отверстие 8, давление в камере 6 повышается до тех пор, пока клапан 12 вновь не откроет отверстие 8. В дальнейшем циклы повторяются.

Таким образом, в процессе работы гидроциклона в камере 6 возникают пульсации давления, под действием которых эластичный песковый патрубок 4 совершает колебания в радиальном направлении. Под действием этих колебаний происходит снижение эффективной вязкости сгущенной суспензии, выводимой через песковый патрубок, и снижение коэффициента ее трения относительно поверхности патрубка. В результате увеличивается пропускная способность пескового патрубка по сгущенной суспензии. Это создает благоприятные условия для вывода твердой фазы из вершины конической части гидроциклона и уменьшает вынос твердой фазы из этой зоны в осветленный поток жидкости, т. е. ведет к повышению эффективности осветления в гидроциклоне. Колеблющийся песковый патрубок не забивается, что позволяет проводить разделительный процесс в гидроциклоне при максимально высокой степени сгущения твердой фазы. Одновременно с колебаниями эластичного пескового патрубка при работе гидроциклона происходит пульсирующая подача

1493320

Формула изобретения

5 газа в воздушный столб, вызывающая сннхронные с колебаниями пескового патрубка пульсации давления в суспензии, подвергаемой разделению в корпусе гидроцнклона.

Благодаря происходящему при этом сниженню эффективной вязкости улучшаются условия для выделения твердой фазы из сусвензии, что ведет к дополнительному повышенню эффективности осветления в гидроциклоне. Кроме того, благодаря подаче газа в воздушный столб через осевую трубку нсключается подсос воздуха через песковый патрубок, что предотвращает вынос твердой фазы в осветленный поток жидкости н также способствует повышению эффективности разделения в гндроциклоне.

Таким образом, предлагаемый гидроциклон обладает максимальной эффектнвностью разделения. Одновременно с этим он обладает минимальным энергопотреблением, поскольку для создания колебаний нсполь6 зуется либо та внешняя энергия, которая в известном гндроциклоне безвозвратно теряется (сжатый газ, выбрасываемый в атмосферу), либо вообще внешняя энергия не

5 используется (нсточником энергии является вакуум, возникающий в воздушном столбе).

Гидроцнклон, содержащий цнлнндроко10 ннческий корпус, входной н сливной патрубкн, осевую трубку н песковый патрубок, выполненный нз эластичного материала н расположенный в камере, снабженной отверстием для подачи газа, отличающийся тем, 5 что, с целью повышения эффективности разделения прн снижении энергопотребления, в камере выполнено выходное отверстие, снабженное средством для его перноднческого перекрытия, прн этом выходное отверстие выполнено больше отверстия для подачи газа и соединено с осевой трубкой.

Составитель Р. Варанов

Редактор М. Циткина

Заказ 3920/! ехред . Верес Корректор Т Малец

Тираж 494 . Подписное

ВНИИПИ Гос

Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород, ул. Гагарина, IO!