Гидроциклон

 

Союз Советских

Соцмалнстмческмх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц86541 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 1 1.01.80 (21) 2868481/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 26.09„81 (5l)hh. Кл.

В 04С 5I13

Государственный комитет во делам изобретений и открытий (53) УД К621.928. .37 (088,8) I

В.А.Вайдуков, Н.И.Глаголев и B.Â.Íàéäeíêî !

it ,!

l 1

Дзержинский филиал Всесоюзного научно-исслвповательского., и конструкторского института химического машиностроения ,/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГИДРОЦИКЛОН

Изобретение относится к устройствам для выделения волокнистых материалов из суспензий в поле центробежных сил, имен но к гидроциклонам, и может найти применение в бумажной промышленнссти и

S других отраслях, где требуется выделение волокон из суспензии.

Известен гидроциклон для выделения волокнистых материалов из суспензий, например прямоточный гидроциклон. Этот аппарат представляет собой цилиндроконический корпус с патрубками ввода исходной суспензии и вывода разделенных фракций. В цилиндрической части корпуса расположена неподвижная турбина (поршень с винтовой нарезкой) для создания вращательного движения суспензии внутри корпуса аппарата (1) .

Недостаток этого гидроциклона для выделения материалов» малая эффектив ность выделения волокон. Это объясняется тем, что вследствие своей формы, а именно, длина во много раз больше ширины, волокнистые частицы совершают незначительное число оборотов внутри аппарата, не успевают достигнуть стенки гидроциклона и большая часть их уносится с осветленным потоком.

Известен также гндроциклон, включающий цилиндро-конический корпус с патрубками ввода исходной суспензии и вывода разделенных фракций, установленный в верхней части корпуса поршень с каналами на его боковой поверхности, причем каналы поршня выполнены под различными углами к нижнему торцу поршня в диапа 0- 5 Ж

Данное устройство в некоторой степени повышает эффективность выделения волокнистых материалов за счет агломерации волокон при выходе и каналов поршня.

Однако следует отметить, что в вихревом потоке разделяемой суспензии в гидропиклоне при наличии высоких линейных скоростей имеет место сдвиг отдельных слоев жидкости относителт но других, а

865 4).5 4 это ведет к разрушению агломераторов волокон по высоте рабочей цилиндроконической полости гидроциклона и выносу волокон в слив. Особо этот эффект проявляется на стыке восходящего и нисходяшего потоков, где эти агломераты л буквально перетираются и увлекаются в слив.

Поэтому данная конструкция гидроцикло. на также допускает значительный вынос волокон со сливным потоком, т.е. эффектив ность его работы незначительна. другим недостатком прямоточного гидроциклона является ненадежность его в работе вследствие забивки входных каналов на поршне волокнистым материалом.

Это объясняется тем, что гидроциклоны для обеспечения нормальной эффективной работы имеют оптимальный диаметр вход- 2о ного отверстия питающего патрубка. B прямоточном гидроциклоне это оптимальное сечение разбивается на несколько каналов с суммарным сечением, эквивалентным единичному отверстию. 25

Поэтому в прямоточном гидроциклоне входные каналы имеют малое сечение, которые на реальных суспензиях подвергаются быстрой забивке, а это ведет к неработоспособности аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является горизонтальный гидроциклон, содержащий цилиндро - конический корпус с тангенциональным патрубком

35 подвода исходной суспензии, спивным и песковым патрубками, и спивную камеру, внутри которой расположен фильтруюший элемент. Между фильтрующим элементом и сливным патрубком закреплена перфорированная решетка (3) .

Работает известный гидроциклон следующим образом.

Наиболее грубая часть твердой фрак ции выделяется под действием центробеж45 ных сил в вихревом потоке гидропиклона при подаче исходной суспензии тангенциально в рабочую полость аппарата. Дру» гая часть потока, включающая наиболее мелкую и легкую твердую фракцию, выходит под давлением через сливной патрубок и, пронизывая перфорированную решетку, дробится на струи, обладакицие большой кинетической энергией. Эти струи пронизывают фильтрующую перегородку и освобождаются от той части твердой фракции (волокнистых материалов), которая вынеслась с потоком. Твердая фракция за счет упругих колебаний фильтрующей перегородки с тек & ет Вниз с час тью жидкос ти и Отводит» ся в виде сгущенной суспензии.

Одним из основных недостатков известного гидроциклона является то, что волокнистые материалы, имеющие удлиненную форму, могут прилипать и наматываться на фильтруюшую перегородку, постепенно ее замазывая. Это ведет к снижению производительности по фильтрату, и требуется частая регенерация фильтруюшей перегородки.

Цель изобретения — повышение производительности устройства за счет предотвращения попадания в сливной поток волокнистых материалов.

Поставленная цель достигается тем, что сливная камера снабжена установлен« ным над фильтрующим элементом конусообразным отражателем, вершина которого обращена к сливному патрубку.

При этом конусообразный отражатель целесообразно выполнять из стержней, расходящихся от центра по конической поверхности.

Благодаря таким конструктивным элементам выходящий из сливного патрубка вихревой факелообразный сливной поток, содержащий волокнистые материалы, ударяется об конусообразный обтекатель, выполненный из стержней. При этом жидкая фаза при ударе пронизывает поверхность обтекателя, а волокнистые материалы задерживаются íà его стержнях, Последующие потоки сливного вихря смывают осевшие волокнистые материалр по стержням в донную часть осевой камеры. Конический обтекатель из стержней имеет незначительное гидравлическое сопро тивление в сравнении с сеткой, эффективно улавливает волокнистые материалы, обеспечивает направленное перемещение их без дополнительной энергии извне в донную часть осевой камеры.

На фиг. 1 представлен гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. l.

Гидроциклон состоит из цюцщдро - конического корпуса 1, тангенциального патрубка 2 для подачи исходной суспензии, пескового цагрубка 3 для выхода сгущенного осадка, сливного патрубка 4- для отвода осветленной суспензии. K корпусу 1 со стороны сливного патрубка C примыкает сливная камера 5, верхняя часть которой снабжена отражателем 6 в виде конфузора, е а донная часть по оси - патрубком 7 для отвода фильтрата, по периферии - патрубками 8 для отвода сгущенных волокнистых

5 8654 материалов. Патрубок 7 сверху снабжается осев|м конусообразным отражателем 9 из стержней с вершиной, направленной в сторону сливного патрубка 4. Ось 10 отражателя 9 крепится к патрубку 7 при помощи ребер 11. Верхняя часть патрубка 7 снабжается раструбом 12 для сбора фильтрата. Над раструбом 12 расположен фильтрующий элемент 13.

Работа гидроциклона осуществляется следующим образом.

Исходную суспензию через тангенциальный патрубок 2 под давлением подают в цилицпро — конический корпус 1 гидроциклона, сообщая ей интенсивное вращательное движение в его полости. Под действием центробежных сил твердая фракция (Наиболее грубые волокна) отбрасывается к периферии, движется по спирали к вершине конической части корпуса 1 и отводится в виде сгущенной массы через песковый патрубок 3. Другая часть потока, включающая наиболее мелкую фракцию (наиболее тонкие волокна), движется осевым обратным потоком к сливному патрубку 4, из которого вытекает факелообразным вихрем, пронизывающим на своем пути конусообразный отражатель из стержней. При этом волокнистые материалы оседают на стержнях отразо жателя 9, а осветленная часть суспензии проходит через фильтрующий элемент

13. Фильтрат собирается при помощи раструба 12 и отводится по патрубку 7.

Волокна, осевшие на стержнях, агломерируются и смываются сливным потоком по стержням в донную часть осевой (сливной) камеры 5, откуда отводятся при помощи патрубков 8. Брызги жидкости, возникшие при ударе сливного потока об конусообразный отражатель, собираются при помощи конфузорного отражателя и направляются в патрубок 7 в зону отвода фильтрата.

15 б

Таким образом, предлагаемая конструкция гидроциклона позволяет с высокой эффективностью выделять волокнистые материалы из суспензии. При этом значительно повышается производительность устройства, обеспечивается высокая надежность и устойчивость его в работе путем саморегенерации фильтрукпцего устройства.

Ориентировочный экономический аффект от использования предлагаемого устройства составляет 120 тыс. рублей в год, Формула изобретения

1. Гидроциклон, содержащий цилиндро— конический корпус с тангенциальным патрубком ввода исходной суспензии, сливным и песковым патрубками, и сливную камеру внутри которой расположен фильтрующий элемент, отличающийся им, что, с целью повышения производительности устройства за счет предотвращения попадания в сливной поток волокнистых материалов, сливная камера снабжена установленным над фильтрующим элементом конусообразным отражателем, вершина которого обращена к сливному патрубку.

2. Гидроциклон по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что конусообразный от ражатель выполнен из стержней, расходящихся от центра по конической поверхности.

Источники ив ормации, принятые во внимание при экспертизе

1.ВгadEe3 D. Dbe НаД осу сборе.

1965, с. 254.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 670338, кл, В 04 С 3/06, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 528122, кл. В 04 С 5/13, 1975, 865415

A-А

Составитель Э. дашкова

Редактор H. Альшина Техред 3.фанта Корректор H. Степ

Заказ 7928/14 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. "Проектнаи, 4