Цилиндрический гидроциклон

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 05. 81(21) 3283211/23-26 (31) М. КП. з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 04 С 5/103

Государствеииый комитет

СССР

Ilo делим изобретеиий и открытий

Опубликовано 151282. Бюллетень Но 46 f 53) УДК 621. 928..37(088.8) Дата опубликования описания 15.12.82

A.A. Куз нецов, A.M. Кутепов, М.Г. Лагутки н, 1 / "

i Р.

И.Г. Терновский и Л. Г. Цыганов

<.,,, Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ГИДРОЦИКЛОН

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензии в центробежном поле и может быть исполь-. зовано в пищевой, горнообогатительной, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известна конструкция гидроциклона, включающая цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим патрубком, патрубок отвода сгущенного продукта и патрубок отвода осветленного продукта. Разделение суспензии в гидроциклоне на осветленный и сгущенный продукты происходит под действием поля центробежных сил за счет начальной закрутки потока суспензии 11.

Недостатком данного устройства является значительный унос твердой фазы осветленным потоком, вызванный захватом частиц твердой фазы восходящим внутренним течением.

Известна конструкция гидроциклона, включающая цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, патрубок для вывода осветленного продукта и кбльцевой канал в нижней части корпуса для вывода сгущенного про,дукта. Под действием центробежных сил инерции частицы твердой фазы движутся к стенкам аппарата и чыносятся нисходящим потоком через кольцевой канал в нижней части аппарата.Осветленная суспензия удаляется через патрубок вывода осветленного продукта 23

Недостатками данного устройства являются повыаенный унос твердой фа1р эы осветленным потоком эа счет радиального сноса частиц твердой фазы и возможность забивки кольцевого канала крупными частицами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидроцнклон, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубком для вывода сгущенной фракции и устройство для вывода осветленной фракции.Исходная суспензия подается тангенциально в корпус гидроциклона и закручивается, перемещаясь по винтовой ,траектории к нижней части аппарата.

Разделение жидкой и твердой фазы

25 происходит за счет действия центробежных сил инерции. Сгущенная суспензия выводится через патрубок вывода сгущенной--фракции. Осветленная сус пензия выводится через тангенциальные

W щели в устройстве вывода. осветленного

980850 фракции. Наличие тангенциальных щелей позволяет уменьшить унос твердой фазы из гидроциклона эа счет нахождеиия эоны отбора осветленной фракции в области, наиболее удаленной от зоны сгущения (3). 5

Недостатком данного аппарата является унос твердой фазы из гидроциклона, вызванный наличием интенсивного радиального движения жидкости от стенок аппарата к центру, что приво- 1О дит к радиальному сносу мелких фракций частиц твердой фазы и уносу их осветленным потоком.

Цель, изобретения - повышение эффективности разделения эа счет сни- )5 жения содержания твердой фазы в осветленной фракции.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубок для вывода сгущенной фракции и устройство для вывода осветленной фракции, последнее выполнено в виде жестко соединенной co сливным патрубком спиральной вставки с тангенциальными щелями и крышкой с установленной с возможностью поворота осью, при этом спиральная вставка посредством гибкой связи соединена с крышкой.

На фиг. 1 представлен гидроциклон,ЗО общий вид на фиг. 2 — разрез A-A на фиг.1, Гидроциклон включает цилиндрический корпус 1 с тангенциальным входным патрубком 2, патрубок для вывода сгу-35 щенной фракции 3, спиральную вставку 4 с тангенциальными прорезями, крышку 5, сливной патрубок 6 и установленную с возможностью поворота ось 7. 40

Гидроциклон.работает следующим образом.

Исходная суспензия под давлением подается через входной патрубок 2 в цилиндрический корпус 1, закручива- 4 ется и перемещается в вертикальном направлении к нижней масти аппарата.

Под действием центробежных сил инерции частицы твердой фазы отбрасываются к стенке аппарата, откуда они, опускаясь вниз, выносятся через патрубок для вывода сгущенной фракции 3.

Осветленная суспензия радиальным потоком движется к спиральной вставке

4 сливного устройства, где начинается перемещение суспензии по спирали к центру аппарата. Вывод осветленной суспензии производится через сливной патрубок 6. При движении суспензии по спиральной вставке происходят следующие процессы. 60

Вследствие уменьшения радиуса движения жидкости, а также уменьшение площади поперечного сечения спирального канала, скорость суспенэии все время увеличивается, что приводит к 65 возрастанию величины центробежной силы инерции, действующей на частицу, которая достигает своего максимального значения на радиусе стенки сливного патрубка 6. Под действием этой силы частицы твердой фазы, находящиеся в осветленной суспензии, начинают двигаться в радиальном направлении от центра аппарата в периферии, достигая стенки спиральной вставки, которая ограничивает дальнейшее радиальное движение частиц. Однако при достижении частицей тангенциальной щели в спиральной вставке она выносится во внешний виток спирали. Если действующая при этом на частицу центробежная сила оказывается достаточно большой, она опять достигает стенки спиральной камеры и так до тех пор, пока частица не вынесена во внешний поток суспензии. Если же центробежная сила инерции незначительна, частица проходит по спирали виток и снова достигает стенки спирали, Однако вследствие воздействия вертикальной скорости частица при этом также перемЕщается в вертикальном направлении, пока не покинет спиральной вставки через открытую нижнюю часть.

В верхней части спиральная вставка закрыта крышкой 5 для предотвращения непосредственного попадания исходной суспензии в спиральное пространство. В месте ввода суспензии в спиральную вставку (точка Б)последняя соединена гибкой связью с крышкой таким образом, чтобы обеспечивать возможность поворота крышки и спиральной вставки относительно друг друга. Крышка жестко прикреплена к оси 7. В месте вывода суспензия из спиральной вставки последняя жестко соединена со сливным патрубком 6 (точка В).

Такое соединение оси, крышки и спиральной вставки сделано с целью обеспечения изменения поперечного сечения спирального канала при повороте оси.

При повороте оси происходит передвижение точки В по окружности, что обуславливает скручивание или раскручивание спирали (аналогично часовой пружине) ° Точка В при этом неподвижна, так как сливной патрубок

6 жестко соединен с цилиндрическим корпусом 1.

Увеличение или уменьшение площади поперечного сечения пространства между различными витками приводит также к уменьшению или увеличению соответственно скорости протекания суспенэии в спиральной вставке, что обуславливает уменьшение и увеличение эффективности работы аппарата,так как фактически в спиральной вставке происходит дополнительный процесс сепарации осветленной суспензии.

980850

Расчет эффективности осветления .суспензии .предлагаемым устройством показывает, что она на 5-.15% превышает эффективность осветления суспензии устройством-прототипом за счет удаления мелкой фракции твердой фазы при прохождении осветленной суспензии через спиральную вставку.

Таким образом, использование предлагаемого гидроциклона позволяет повысить эффективность сепарации пу" тем снижения содержания твердой фазы в осветленном продукте и дает существенные преимущества по сравнению с аппаратами аналогичных типов.

Предлагаемое устройство может быть использовано в более широком диапазоне крупности и концентрации твердой фазы при достаточно высоких показателях эффективности работы аппарата. К преимуществам гидроциклона необходимо также отнести экономичность и надежность в работе, простоту в изготовлении. формула изобретения

Цилиндрический гидроциклон,содержащий корпус с тангенциальным входным йатрубком, патрубком дпя вывода сгущенной фракции и устройство для вывода осветленной фракции, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет снижения содержания твердой фазы в осветленной фракции, устройство для вывода осветленной фракции выполнено в виде жестко соединенной со сливным патрубком спиральной вставки с тангенциальными щелями и крышкой с установленной с возможностью поворота осью, при этом спиральная вставка посредством гибкой связи соединена с крышкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Поваров A.È. Гидроциклон на

Я) обогатительных фабриках. М., "Недра"

1978, рис. 6,1а.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 213719, кл. В 03 В 5/34, 1966.

3. Авторское свидетельство СССР

9 656667, кл. В 04 С. 11/00, 1977.

930850 я-я

Составитель Э. Яшкова

Техред A.Ач Корректор A. Ференц, Редактор И. Митровка

Закаэ 9547/11 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4