Гидроциклон

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено15.05.81 (21) 3288149/23-26 (51) М. Kll . с присоединением заявки Нов

В 04 С 1/103

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

tS3 VgK6» 928.. 37 (088.8) Опубликовано 15.1282. Бюллетень Мо 46

Дата опубликования описания 15.12.82

H ..A. Кудрявцев, A. И. Пронин, В. A. Вайдукфв и В,A.Êàðàíäååâ

1 ,1 ,f с з

Горьковский ордена Трудового Красного Знамени

/ политехнический институт им. А.A.Æäàíîâà (12) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) гидроциклон

30

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробежных сил и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промьколенности.

Известен аппарат, содержащий конический корпус с входным и выходными патрубками, внутри которого соосно и с кольцевым зазором смонтиро-, ван конус-разделитель с углом конусности, большим угла конусности конического корпуса. Конус-разделитель осуществляет деление исходной суспензии на два потока: обогащенный легкой фракцией, который отводится через нижнее отверстие в конусе-разделителе, и обогащенный тяжелой фрак» цией, который отводится через патрубки, установленные ниже верхней кромки конуса-разделителя (1).

Однако известный аппарат характеризуется малой эффективностью разделения и может использоваться лишь для грубого (предварительного) разделения суспензий, так как полученные в нем два потока не подвергаются дополнительной очистке.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае " мому результату является гидроци клон, содержащий корпус с входным патрубком и патрубками вывода осветленной и тяжелой фракций, коническую вставку, размещенную внутри корпуса.Использование в известном устройстве такой вставки позволяет повысить эффективность очистки легкой жидкости за счет предварительного отделения части потока, обогащенного тяжелыми фракциями, в кольцевом зазоре между корпусом.и верхним основанием вставки и создания тем самым более благоприятных условий для очистки оставшейся части потока в основной камере разделения (образованной внутренней конической поверхностью вставки) 2).

Недостатком известного устройства является то, что смесь, отводимая в приемную емкость для тяжелых фрак» ций через кольцевой зазор между корпусом и вставкой и затем через камеру, образованную корпусом и наружной поверхностью вставки, не подвергается !здесь.. дополнительному разделению и потому загрязнена легкой жидкостью, т.е. устройство характеризуется недостаточной эффективностью

980851 разделения. Для устранения этого недостатка в известном устройстве предложено использование фильтра, размещенного внутри приемной емкости для тяжелых фракций и соединенного с трубкой для вывода очищенной легкой жидкости, установленной соосно в центральном отверстии вставки . Однако такое конструктивное решение связано с усложнением устройства, увеличением энергетических затрат на очистку и 10 постепенным снижением производительности и эффективности работы устройства, обусловленным забивкой пор

Фильтрующего материала.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения эа счет более полного использования энергии закрученного потока и более глубокого извлечения разделяемой смеси тяжелой фракции. Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем корпус с входным патрубком и патрубками вывода осветленной и тяжелой фракций, коническую вставку, размещенную внутри корпуса, вставка снабжена усеченным конусом, примыкающим меньшим основанием к меньшему основанию вставки, и центрально установленной трубкой, соединенной каналом с наружной поверхностью вставки, при этом сечения между внутренней поверхностью корпуса и большими основаниями вставки и конуса выполнены уменьшающимися в направлении выгрузки тяжелой фракции.

Целесообразно вставку снабжать кольцевой перегородкой, прикрепленной к ней верхним торцом, а нижним торцом установленной ниже канала вставки .

Предпочтительно вставку снабжать 40 регулирующим органом для изменения проходного сечения канала, выполненным в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения относительно вставки. 45

На фиг. 1 представлен гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — вставка, снабженная кольцевой перегородкой, общий вид; на фиг. 4 — то же, вставка, снабженная регулирующим органом.

Гидроциклон содержит корпус 1 с входным патрубком 2, патрубком 3 для вывода осветленной фракции и патрубком 4 для вывода тяжелой фракции.

Внутри корпуса соосно ему установлена 55 вставка 5, имеющая внутреннюю коническую поверхность, образующую основную камеру разделения 6, оканчивающуюся отверстием 7 для выгрузки тяжелой фракции. Наружная поверхность 60 вставки 5 выполнена в виде двух усеченных конусов, обращенных вершинами друг к другу и образующих большими основаниями с корпусом кольцевые зазоры 8 и 9 с уменьшающимися в напрев- 65 лении выгрузки тяжелой фракции поперечными сечениями. Наружная поверхность вставки образует с корпусом дополнительную камеру разделения 10.

Камера 10 соединена с камерой б каналами 11, выполненными, например, в виде нескольких трубок, соединенных с центральной трубкой, установленной по оси отверстия 7. Вставка может быть снабжена кольцевой перегородкой

12, предназначенной для уменьшения взаимодействия нисходящих и восходящих потоков в дополнительной камере разделения, и регулирующим органом

13, выполненным, например, в виде поршня, установленного во вставке с возможностью осевого перемещения и предназначенного для изменения проходного сечения каналов, соединяющих камеры разделения 10 и 6, f

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная смесь подается под давлением через входной патрубок 2 в корпус 1 гидроциклона, где приобретает вращательное спиральное движение. При этом под действием центробежной силы тяжелая фракция отбрасывается к стенке корпуса, а легкая фракция перемещается во внутренние слои потока. Вставка 5 верхней своей кромкой делит двигающуюся вниз смесь на два вращающихся потока, один иэ которых, обогащенный тяжелой фракцией

I поступает через кольцевой зазор 8 в дополнительную камеру разделения 10, <а другой, обогащенный легкой фракцией, поступает в основную камеру разделения б. Таким образом, исходная смесь подвергается предварительному разделению. Смесь, поступившая в камеру разделения б, подвергается под действием центробежных сил вторичному разделению, при этом тяжелая фракция выводится из камеры через выгрузное отверстие 7 и далее из аппарата через патрубок 4, а легкая фракция обратным восходящим потоком движется вверх и выводится из аппарата через выходной патрубок 3. Смесь, поступившая в камеру разделения 10, движется нисходящим вращающимся потоком к коль цевому зазору 9, также подвергаясь под действием центробежйых сил вторичному разделению. При этом тяжелая фракция выводится из аппарата через кольцевой зазор 9 и патрубок 4. Легкая фракция отводится от кольцевого зазора 9 обратным восходящим потоком, образующимся у нижней конической поверхности вставки, и поступает через каналы 11 в камеру разделения б,где смешивается с потоком легкой фрак- ции, выводиьим иэ этой камеры через патрубок 3.

Введение в конструкцию гидроциклона дополнительной камеры разделения, образованной наружной поверх980851 костью вставки и корпусом, позволяет осуществить за счет более полного использования энергии закрученного потока двухстадийное, более глубокое извлечение из разделяемой смеси тяже-. лой фракции, что способствует повышению эффективности работы устройства.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения одного гидроциклона производительностью 2 мз/ч составляет

17 тыс.руб. 10

Формула изобретения

1. Гидроциклон, содержащий корпус с входным патрубком и патрубками вы- 15 вода осветленной и тяжелой фракций, коническую вставку, размещенную внутри корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса разделения за счет 70 более полного использования энергии закрученного потока и более глубокого извлечения иэ разделяемой смеси тяжелой фракции, вставка снабжена усеченным конусом, примыкающим меньшим основанием к меньшему основанию

Ьставки, и центрально установленной трубкой, соединенной каналом с наружной поверхностью вставки, при этом сечения между внутренней поверхностью корпуса и большими основаниями вставки и конуса выполнены умень-. шающимися в направлении выгрузки тяжелой фракции.

2. Гидроциклон по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что вставка снабжена кольцевой перегородкой,прикрепленной к ней верхним торцом, а нижним торцом установленной ниже канала вставки.

3. Гидроциклон по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что вставка снабжена регулирующим органом для изменения проходного сечения канала, выполненным в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения относительно вставки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 444560, кл. В 04 С 3/00. 1974.

2.Патент СНА Р3776385,кл.210-197, 1973.

980851 азиз. 3

Составитель Э. Яшкова

Редактор И.Митровка Техред Т.Маточка Корректор Л:. Дзятко

Заказ 9547/11 Тираж 619 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4