ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 1994 года по МПК B04C5/103 

Изобретение относится к устройству для непрерывного разделения трехкомпонентной жидкости на составляющие под действием сил гравитации и может быть применено в водоснабжении, водоотведении и других отраслях народного хозяйства.

Наиболее близким к изобретению по его сущности и выполняемым функциям является гидроциклон, содержащий подводящий, сливной и шламовый патрубки, а также вертикальную перегородку, выполненную в виде спирали, концентрично установленную в корпусе и прикрепленную к крышке, с высотой, монолитно уменьшающейся от центра к периферии, при этом внешняя кромка направлена по ходу вращения жидкости.

Недостатком этого устройства являются сравнительно низкий эффект очистки, низкая производительность, коэффициент объемного использования сооружения, возможность разделения только двухкомпонентной жидкости.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки жидкости, производительности и коэффициента объемного использования устройства при разделении трехкомпонентных систем.

Поставленная цель достигается тем, что гидроциклон, содержащий подводящий, сливной и шламовый патрубки, а также вертикальную перегородку, выполненную в виде спирали, концентрично установленную в корпусе аппарата, снабжен кольцеобразным маслосборником, выполненным из гибкого материала и надетым на верхний конец патрубка отвода нефтепродуктов, расположенного соосно внутри патрубка, отводящего осветленную жидкость, причем последний имеет в верхней части перфорацию по всей поверхности, кроме того, гибкий материал, из которого изготовлен маслосборник, имеет плотность выше плотности нефти, но ниже плотности осветленной жидкости, а спиралевидная перегородка выполнена в горизонтальном сечении эллипсовидной с вытянутой центральной осью.

Устройство в гидроциклоне спиралевидной перегородки эллипсовидной формы с вытянутой центральной осью объясняется тем, что необходимо приблизить режим движения жидкости к параллельно-струйному для повышения эффекта очистки жидкости, это возможно за счет увеличения высоты спиралевидной перегородки в центральной части аппарата, что устраняет встречные потоки и ведет к быстрому очищению жидкости от примесей. Трубопроводы для отвода нефтепродуктов, очищенной жидкости и осадка являются соосными, т.е. находятся один в другом, что позволяет сохранить компактность установки и, не нарушая структуры потока, вывести разделенные компоненты за пределы гидроциклона. Так как объем выделенных нефтепродуктов значительно меньше объема очищенной жидкости, то диаметры соответствующих трубопроводов будут различными, что позволит беспрепятственно выводить разделенные компоненты, причем трубопровод для отвода очищенной жидкости в верхней части имеет перфорированные отверстия по всей поверхности. При вращении жидкости в гидроциклоне образуется воронка, выделенные нефтепродукты всплывают на ее поверхность, чтобы избежать захвата очищенной жидкости вместе с выделенной нефтью конструкция маслосборника должна повторять форму воронки и "реагировать" на изменение напора, с которым жидкость подается в гидроциклон (чем больше напор, тем круче воронка), для этого маслосборник должен быть выполнен из гибкого материала, плотность которого меньше плотности очищенной жидкости, но выше (больше) плотности нефти, что даст возможность маслосборнику находиться на границе двух сред вода-нефть и беспрепятственно собирать нефть, не захватывая очищенную жидкость.

На фиг. 1 изображен общий вид тонкослойного гидроциклона; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - развертка спиралевидной перегородки (повернута на 90^о).

Гидроциклон состоит из подводящего 1, сливного 2 с перфорацией 3 в верхней части трубопроводов и цилиндрической 4 и конической 5 частей, внутри которых расположены спиралевидная перегородка 6, трубопровод 7 для отвода нефтепродуктов с установленным на нем маслосборником 8, выполненным из гибкого материала, и патрубка 9 для отвода осадка. Пространство между витками спиралевидной перегородки составляет отстойную зону 10, а нижняя часть - зону накопления 11 осадка.

Конструкция работает следующим образом. Исходная трехкомпонентная жидкость по подводящему трубопроводу 1 подается в отстойную зону 10, далее по коридору, созданному спиралевидной перегородкой 6, жидкость движется к центру гидроциклона. Очищенная жидкость выводится по сливному трубопроводу 2, расположенному под маслосборником 8, имеющему в верхней части перфорированные отверстия 3 круглой формы для слива очищенной жидкости. Осевшие частицы твердой взвеси собираются в зоне накопления 11 осадка и по патрубку 9 выводятся из гидроциклона, а всплывшие нефтепродукты собираются в маслосборнике 8, который выполнен из гибкого материала, и отводятся по трубопроводу 7.

При входе в гидроциклон поток несет в себе частицы различных размеров. Сначала оседают (всплывают) наиболее крупные частицы, а осаждение (всплытие) частиц малых размеров возможно лишь при условии, когда жидкость перемещается в режиме, максимально приближенном к параллельно-струйному. Именно это условие диктует эллипсовидную форму спиралевидной перегородки.

Изобретение относится к устройствам для центробежного разделения многокомпонентных сред и может быть использовано в различных областях промышленности. В гидроциклоне для разделения трехкомпонентной системы предусмотрен маслосборник, выполненный из гибкого материала и надетый на верхний конец патрубка отвода нефтепродуктов, расположенного соосно внутри патрубка, отводящего осветленную жидкость. В верхней части патрубка, отводящего осветленную жидкость, предусмотрена перфорация по всей ее поверхности. Гибкий материал маслосборника имеет плотность ниже плотности осветленной жидкости, но выше плотности нефтепродуктов. Установленная внутри корпуса спиралевидная перегородка имеет в горизонтальном сечении эллипсовидную форму с вытянутой цилиндрической осью. 3 ил.

ГИДРОЦИКЛОН, включающий цилиндрический корпус с подводящим и отводящими шлам и осветленную жидкость патрубками, спиралевидную перегородку, установленную внутри корпуса и повторяющую конфигурацию корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и коэффициента объемного использования при разделении трехкомпонентных систем, он снабжен кольцеобразным маслосборником, выполненным из гибкого материала и надетым на верхний конец патрубка отвода нефтепродуктов, расположенного соосно внутри патрубка, отводящего осветленную жидкость и имеющего в верхней части перфорацию по всей его поверхности, при этом гибкий материал имеет плостность ниже плотности осветленной жидкости, но выше плотности нефтепродуктов, а спиралевидная перегородка выполнена в горизонтальном сечении эллипсовидной с вытянутой центральной осью.