Гидроциклон
Союэ Советскик
Социапистичеснин
Республик
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 07.1 1.82. Бюллетень М 41 Дата опубликования описания 07. 1 1. 82 (5I)N. Кл. В 04 С 3/06 Ркударстаснный квинтет СССР (53) УДК 621.928. .37(088. 8) по делам изабретеннй и открытка (») Авторы изобретения ""- )@3 о И.. Г. Терновский, A. М. Кутепов, М. Г. Лагутктт Л. Г. Ubll BHoB и А. В. Чичаев "« F8 n;g., FXillf,,,,„„ -; Московский ордена Трудового Красного Знаменй институт химического машиностроения 1 (71) Заявитель (54) ГИДРОЦИКЛОН Изобретение относится к устройствам для проведения процессов разделения пульп, суспензий и несмешивающихся жидкостей в центробежном поле и может быть использовано в химической, нефтехимической, горнообагатительной, угольной, цементной, целлюлозно-бумажной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Известен гидроциклон, включающий цнлнндроконический корпус с тангенцнальным входным патрубком и патрубками для отвода осветленной и сгущенной фракций, регулирующий клапан в виде резиновой манжеты, установленный Hs патрубке для отвода сгущенной фракции (1) . Недостатком этого гидроциклона является невозможность проведения регулировки по осветленному продукту, что в значительной степени сказывается на качественных показателях разделения и способствует нежелательному уносу твердой фазы из аппарата при осветлении суспензий. Известен также гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубком для отвода разделенных фракций и штоком, снабженным игольчатым клапаном и со-. вершающим возвратно-поступательное движение по вертикали (2) . Недостаток такого гидроциклона заключается в том, что установка регулирующего клапана лишь на одном разгрузочном патрубке не позволяет получать требуемого содержания твердой фазы одновременно и в осветленном и в сгущенном продуктах разделения, при этом регулировка состава и качества продуктов разделения осуществляется исключительно за счет перемещения штока с игольчатым клапаном. .Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому гидроциклону является гидроциклон, включающий цилиндроконич еский корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, располо92 4 3 9714 женный вдоль оси корпуса попый шток с регулирующими клапанами, установленный с возможностью осевого перемещения (3). В этом гидроциклоне разделяемая суспензия через тангенциальный патрубок подается под избыточным давлением в корпус аппарата, где за счет действия центробежных сил инерции происходит разделение ее на осветленную и сгущенную фракции. Продукты разделения выводятся 30 из гидроциклона через разгрузочные патрубки. Содержание твердой фазы в осветленном и сгутценном потоках регулируется за счет перемещения регулирующих клапанов, жестко установленных на штоке, вдоль 15 оси аппарата. При этом одновременно изменяются кольцевые сечения разгрузочных отверстий для отвода осветленной и сгущенной фракций,,что приводит к перераспределению выходящих потоков и изме- 2О нению содержания твердого материала в них при сохранении неизменной общей производительности гидроциклона. Недостатком этого гидроциклона является невозможность индивидуальной р5 регулировки площадИ сечения кольцевых щелей разгрузочных отверстий. Кроме того, в таком гидроциклоне нельзя осуществить саморегулирование процесса разделения из-за наличия "жестких" клапанов, пре- 3О пятствующих внутреннему перераспределению материала твердой фазы в осветленном и сгущенном продуктах, что ограничивает возможность получения продуктов заданных состава и качества. Изменение соотношения 35 площадей разгрузочных отверстий в более широком диапазоне требует разборки гидроциклона для установки клапанов в определенном положении. 11епью изобретения является повышение 4О эффективности разделения за счет осуществления саморегулировки процесса разделения клапанами. Поставленная цель доститается тем, что в гидроциклоне, содержащем цилиндро45 конический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, расположе пгый вдоль оси корпуса полый шток с. регулирующими клапанами, установленный с возможностью осевого перемеше50 ния, клапаны выполнены в виде эластичных кольцевых оболочек, установленных на наружной поверхности полого штока, имеющего прорези, а гидроциклон снабжен источником подачи инертной несжимаемой жидкости, присоединенным к полому штоку.55 С целью обеспечения независимой индивидуальной регулировки проходных сечений сливного и пескового патрубков, полый шток снабжать разделительной пе регородкой. На фиг. 1 изображен общий вид гидро циклона, на фиг. 2 - вариант выполнения саморегулирующихся эластичных клапанов. Гидроциклон состоит из цилиндроконического корпуса 1 с крышкой 2, тангенциального входного 3, сливного 4 и пескового 5 патрубков, приемной камеры 6 сгущенного продукта, полого штока 7 с прорезями 8 и эластичными кольцевыми оболочками 9, закрепленными на этом штоке хомутами 10. Шток 7 может быть снабжен разделительной перегородкой 1 1, обеспечивающей индивидуальную регулировку площадей сечения проходных отверстий для отвода продуктов разделения, а также каплевидной эластичной оболочкой 12 для саморегулирования процесса разделения. Этот шток вместе с эластичными оболочками 9 и 12 имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль оси корпуса 1. Гидроциклон работает следующим образом. Разделяемая суспензия под давлением подается в корпус 1 через патрубок 3, расположенный под крышкой 2. За счет действия центробежных сил инерции из потока выделяются частицы тяжелой фракции, которые по спиральной траектории перемешаются к стенкам корпуса 1 и затем, двигаясь вниз к камере 6, поступают в нее через кольцевой зазор, образованный стенками корпуса 1 в нижней части конуса и оболочкой 9, закрепленной на штоке 7 хомутами 10, обеспечивающими герметичность соединения. Далее сгущенный продукт выводится из камеры 6 через патрубок 5. Поток осветленной жидкости с незначительным содержанием твердой фазы перемещается в центральную зону гидроциклона и выводится из него через патрубок 4., пройдя кольцевой зазор между стенками этого патрубка и верхней оболочкой 9. Шток 7 имеет прорези 8 в местах установки оболочек 9. Регулировка показателей разделения осуществляется за счет подачи инертной несжимаемой жидкости во внутреннюю полость штока 7. Если давление подачи этой жндкости .превышает давление в корпусе гидроциклона, то оболочки 9 расширяются, уменьшая площади проходных кольцевых сечений для отвода продуктов разделения, как это показано на фиг. 1 и 2. Давление инертной жидкости в штоке 7, меньшее рабочего давления в гидроциклоне, вызывает сокращение оболочек 1.Гиароциклон, содержащий цилинцроконический корпус с тангенцильным входным, сливным и песковым патрубками, расположенный вдоль оси корпуса полый шток с регулирующими клапанами, установленный с возможностью осевого перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет осуществления саморегулировки прсеесса разделения клапанами, последние выполнены в виде эластичных кольцевых оболочек, установленных на наружной по-. верхности полого штока, имеющего прорези, а гидроциклон снабжен источником подачи инертной .несжимаемой жидкости, присоединенным к полому штоку. 2. Г щрошпслон по п. 1, о т л ича ющи йс я тем, что, с целью обеспечения независимой индивидуальной регулировки проходных сечений сливного и пескового патрубков, полый шток снабжен разделительной перегородкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Поваров А. И. Гидроциклоны на обогатительных фабриках. М., Недра, 1978, с. 188, рис. 6, 4в. 2. Авторское свидетельство СССР No 380357, кл. В 04 С 5/181, 1970. 3. Авторское свидетельство СССР )Чо 566633, кл., В 04 С 5/ 1 81, 1 976. 5 9714 9, что приводит к увеличению проходных сечений разгрузочных отверстий, а следо-, ват".льно, и к изменению показателей разделения. Этой же цели служит выполнение штока с возможностью его возвратно-поступательного движения вдоль оси гидроциклона. Наличие перегородки 11 в штоке 7 позволяет осуществлять индивидуальную регулировку площадей сечения щелей для отвода осветленной и сгущен- 10 ной фракций при двусторонней подаче инертной жидкости или газа под разным давлением во внутреннюю полость штока 7 (фиг. 1). Саморегу тировку этих проходных кольцевых сечений можно осуще- !5 ствлять в случае, если рабочее давление в корпусе по высоте гидроциклона неодинаково, что характерно для реальных условий работы цилиндроконических гидроциклонов. Увеличение давления рабочей ро среды в гидроциклоне в нижней зоне перед камерой 6, вызванное большей плотностьк суспензии в этой области, приводит к сжатию нижней оболочки 9 (фиг. 1, без перегородки 11) или оболочки 12 (фиг. 25 2). При наличии несжимаемой жидкости в штоке 7 сжатие нижней оболочки 9 вызывает перемещение (передавливание) этой жидкости в верхнюю часть штока 7 и как следствие этого расширение оболоч- щ ки 9, установленной в зоне патрубка 4 (фиг. 2). При этом одновременно изменяются проходные сечения кольцевых щелей для отвода продуктов разделения, соотношение объемов выходящих потоков и содержание твердой (тяжелой) фазы в них. Таким образом, применение предлагаемого гидроциклона, снабженного эластичными клапанами, в процессах разделения пульп, суспензий и несмешивающихся жидкостей позволяет оперативно осуществлять как одновременную, так H индивидуальную регулировку объемных расходов сгущенной и осветленной фракций, крупности и содержания тяжелой фазы в них, а также обеспечивает возможность саморегулирования показателей разделения, что особенно важно при обработке суспензий с нестабильным содержанием 92 d и крупностью твердой фазы в них. Выполнение гидроциклона согласно изобретению позволяет исключить операции демонтажа и монтажа его с целью замены сливных патрубков и песковых насадков при работе на различных по составу и качеству средах, а также дает возможность получать сгущенный и осветленный продукты требуемой концентрации тяжелой фазы в широком диапазоне изменения свойств разделяемых суспензий, пульп и несмешивающихся жидкостей, что обусловливает эффективность применения таких гидроциклонов. Формула изобретения 971492 /us (iree ргииае,чая Составитель Э. Яшкова Редактор 3. Бородкина Техред Т.Фанта Корректор М. Немчик, Заказ 87 87/ 1 9 Тираж 619 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. Проектная, 4
