ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 1994 года по МПК B04C5/16 B03B5/34 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного разделения суспензий под действием центробежных сил и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей, горной и других отраслях промышленности.

Известен гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, сливной патрубок и патрубок для выгрузки сгущенной фракции, который снабжен обжимным устройством, выполненным в виде вращающихся валков, укрепленных при помощи радиальных опор равномерно по окружности на валах с двух сторон эластичного насадка (авт. свид. N 688239, кл. В 04 С 5/16 от 30.09.79). Недостатками этого устройства являются дополнительные энергозатраты и наличие механических вращающихся частей, которые снижают надежность гидроциклона.

Известен гидроциклон по авт. св. N 1005932, кл. В 04 С 5/16 от 23.03.83, состоящий из цилиндроконического корпуса, тангенциального патрубка для подачи исходной суспензии, сливного патрубка с насадком из эластичного материала и устройством для его обжатия, состоящего из двух наклонных и перекрестно установленных рычагов с грузами. При обработке малоконцентрированных суспензий это устройство малонадежно и малоэффективно, поскольку требует длительности регулирования, также требуется подборка грузов в зависимости от эластичности резины.

Известен гидроциклон (а. с. N 858930, кл. В 04 С 5/16, 1979), содержащий корпус с входным и сливным патрубками, патрубком выгрузки сгущенной фракции с насадком из эластичного материала и средство обжатия насадка (обжимное устройство), выполненное в виде упругих пластин, размещенных с двух противоположных сторон эластичного насадка, одни концы пластин жестко закреплены, а другие - соединены с приводом возвратно-поступательного перемещения.

Недостатком известного гидроциклона является низкая надежность устройства ввиду износа эластичного насадка. При перемещении упругих пластин, охватывающих насадок, происходит его истирание, так как пластины в данном устройстве при перемещении скользят по поверхности эластичного насадка. Еще одним недостатком является неэффективность обжатия эластичного насадка ввиду отсутствия замкнутого пространства, так как обжатие упругими пластинами происходит только с двух сторон.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет облегчения регулирования проходного сечения насадка.

Цель достигается тем, что в гидроциклоне, включающем корпус с входным и сливным патрубками, патрубком выгрузки сгущенной фракции с насадком из эластичного материала и средством обжатия насадка, рабочие элементы которого размещены с двух противоположных сторон, рабочие элементы средства обжатия выполнены в виде дуг разного радиуса, при этом меньшая дуга обращена к насадку выпуклой стороной и укреплена неподвижно, а большая дуга охватывает насадок и укреплена средней частью на штоке, установленном с возможностью возвратно-поступательного перемещения и его фиксации, а шток снабжен смонтированной на его свободном конце подпружиненной кнопкой и большая дуга имеет прямолинейные хвостовики, параллельные оси штока. Благодаря тому, что рабочие элементы средства обжатия выполнены в виде дуг разного радиуса и меньшая дуга обращена к насадку выпуклой стороной, а большая дуга охватывает насадок и укреплена на подвижном штоке, осуществляется полное обжатие эластичного насадка без трения - скольжения. Нет истирания его. Тем самым повышается надежность устройства. Благодаря тому, что шток установлен с возможностью фиксации в промежуточных положениях, создается возможность для непрерывного процесса выгрузки сгущенной фракции, таким образом облегчается регулирование проходного сечения насадка.

Наличие подпружиненной кнопки на свободном конце штока позволяет облегчить процесс регулирования поджатия большой дуги к малой, меняя проходное сечение насадка.

Прямолинейные хвостовики большой дуги, параллельные оси штока, необходимы для эффективного обжатия эластичного насадка в ограниченном объеме. Фиксация штока необходима для установки большой дуги в определенном положении, обеспечивающем заданное обжатие насадка.

В располагаемых нами источниках информации не обнаружены технические решения, содержащие признаки, сходные с отличительными признаками заявленного решения.

На фиг. 1 представлен гидроциклон, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с нажатой кнопкой управления и крайне левое положение штока; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1.

Гидроциклон состоит из цилиндроконического корпуса 1, тангенциального патрубка 2 для подачи исходной суспензии, выходного патрубка 3 для отвода осветленной суспензии. Для отвода сгущенной фракции на наружной поверхности нижней части корпуса закреплен эластичный песковый насадок 4, выполненный, например, из мягкой резины.

В нижней части корпуса 1 жестко закреплена направляющая втулка 5 с зазором и концентрично насадку 4. Средство 6 обжатия охватывает насадок 4. Рабочие элементы средства 6 обжатия имеют дуги 7, 8 разного диаметра. Меньшая дуга 7 обращена выпуклой стороной к насадку 4 и жестко укреплена на внутренней стенке втулки 5. Большая дуга 8, охватывающая насадок 4, укреплена средней частью на штоке 9, который подвижно закреплен во втулке 10 и имеет на свободном конце пружину 11, кнопку 12 и штифт 13 для фиксации штока 9 в одном положении. Втулка 10 закреплена в радиальном направлении на направляющей втулке 5. Большая дуга 8 имеет прямолинейные хвостовики, параллельная оси штока.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходную суспензию через тангенциальный патрубок 2 под давлением подают в цилиндроконический корпус 1 гидроциклона, сообщая ей интенсивное вращательное движение в его полости. Под действием центробежных сил твердые частицы перемещаются в вихревом потоке к периферии и двигаются, сгущаясь, по спирали к песковому насадку 4. Центральный, осветленный поток жидкости восходящим потоком отводится через верхний выходной патрубок 3. Сгущенный поток суспензии попадает в полость пескового эластичного насадка, который приобретает колебания и воздействует на нисходящий поток суспензии, создавая ему определенное сопротивление, что способствует концентрированию твердой фазы в нижнем продукте. Однако при обработке малоконцентрированных суспензий твердой фазы не хватает в исходном потоке, чтобы достичь высокой степени сгущения и обеспечить выгрузку сгущенного потока в виде плотного жгута. Это достигается с помощью нажатия кнопки 12, которая перемещает шток 9 с подвижной большой дугой 8 в радиальном направлении до полного перекрытия эластичного пескового насадка 4 при упоре в неподвижную меньшую часть дуги 7. В результате идет быстрое наполнение твердой фазы в полости эластичного насадка 4 к вершине цилиндроконического корпуса 1. При следующем отпускании кнопки 12 шток 9 с дугой 8 при помощи пружины 11 возвращается в первоначальное положение, при этом эластичный песковый насадок 4 распределяется до первоначального положения с полным живым сечением и уплотненный твердый продукт (шлам) в виде жгута выгружается из насадка. Скорость выгрузки такого сгущенного потока уменьшается за счет сопротивления о стенки насадка, и вновь выделяющаяся твердая фаза накапливается в нижней части цилиндроконического корпуса, уплотняется, в результате идет непрерывная выгрузка уплотненного осадка в виде жгута. Таким образом в новой предложенной конструкции гидроциклона посредством новых конструктивных элементов обеспечивается высокая степень сгущения малоконцентрированных суспензий при обеспечении стабильности в работе и высокой степени осветления. Данная конструкция гидроциклона исключает последующие операции по досгущению осадка. За счет снижения капитальных затрат на больших потоках может быть достигнут значительный экономический эффект.

Использование: в химической, нефтеперерабатывающей, горной и других отраслях. Сущность изобретения: исходную суспензию подают в тангенциальный патрубок корпуса гидроциклона, сообщая ей вращательное движение. Под действием центробежных сил твердые частицы по спирали, сгущаясь, движутся к эластичному песковому насадку, центральный осветленный поток отводят через выходный патрубок. Для сгущения твердой суспензии в песковом патрубке эластичный насадок обжимают дугами. С помощью нажатия кнопки шток с большой дугой перемещается в радиальном направлении до полного перекрытия эластичного песочного насадка при упоре в меньшую дугу. При выгрузке сгущенного потока кнопку отпускают. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ГИДРОЦИКЛОН, включающий корпус с входным и сливным патрубками, патрубком выгрузки сгущенной фракции с насадком из эластичного материала и средством обжатия насадка, рабочие элементы которого размещены с двух противоположных сторон, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет облегчения регулирования проходного сечения насадка, рабочие элементы средства обжатия выполнены в виде дуг разного радиуса, при этом меньшая дуга обращена к насадку выпуклой стороны и укреплена неподвижно, а большая дуга охватывает насадок и укреплена на штоке, установленном с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации его. 2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что шток снабжен смонтированной на его свободном конце подпружиненной кнопкой. 3. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что большая дуга имеет прямолинейные участки, параллельно оси штока.