ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 1995 года по МПК B04C5/16 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного разделения суспензий под действием центробежных сил, а именно к гидроциклонам, предназначенным для сгущения суспензий, и может найти применение для обезвоживания пульпы при землесосной очистке мелиоративных каналов.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком исходной суспензии, сливным патрубком и патрубком отвода тяжелой фракции, шнек и трубку отвода фугата, размещенную по оси гидроциклона [1] Однако в таком гидроциклоне при дожиме тяжелой фракции шнековым устройством, площадь фильтрования небольшая из-за малого диаметра трубки отвода фугата. Кроме этого, происходит забивание перфорации трубки отвода фугата. В результате низкая производительность и невысокое качество разделения суспензии.

Известен также обезвоживатель суспензий, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным и выходным патрубками, шнек и трубку отвода жидкости, размещенную по оси корпуса [2] Недостатками такого обезвоживателя являются сложность конструкции и забивание перфорации трубы отвода жидкости, что способствует снижению производительности и эффективности разделения суспензии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком исходной суспензии, сливным патрубком и патрубком отвода сгущенной фракции, снабженным камерой с размещенным внутри ее шнеком, перфорированной на участке, ограниченном герметичным кожухом и соединенной с ним трубкой, установленной по оси гидроциклона [3] Недостатком этого гидроциклона является забивание отверстий перфорации цилиндрической камеры, что снижает производительность и качество разделения суспензии.

Заявляемое изобретение направлено на решение следующих задач: повышение производительности и эффективности разделения суспензий.

Для этого в предлагаемом гидроциклоне, содержащем цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком исходной суспензии, сливным патрубком и патрубком отвода сгущенной фракции, снабженным цилиндрической камерой с размещенным внутри ее шнеком, перфориpованной на участке, ограниченном герметичным кожухом и соединенной с ним трубкой, установленной по оси гидроциклона, камера выполнена составной, неперфорированной цилиндрической и перфорированной конической в виде ротора, установленного на одном валу со шнеком. С внешней стороны ротора, параллельно его образующим закреплены щетки.

Кроме этого, для равномерного распределения твердого осадка по берме канала, на кожухе, соосно с ротором, установлен патрубок со щелевидным насадком.

Отличительными признаками предлагаемого гидроциклона являются:
наличие составной камеры, неперфорированной цилиндрической и перфорированной конической в виде ротора, установленного на одном валу со шнеком;
наличие с внешней стороны ротора щеток, закрепленных параллельно его образующим на герметичном кожухе;
установка на герметичном кожухе соосно с ротором патрубка со щелевидным насадком.

Выполнение камеры составной, неперфорированной цилиндрической и перфорированной конической в виде ротора, установленного на одном валу со шнеком, способствует более интенсивному обезвоживанию за счет совместного эффекта, создаваемого шнеком и центробежными силами, возникающими при вращении ротора, а также увеличивает перепад давлений на фильтровальной поверхности по мере продвижения обезвоживаемого осадка вдоль оси ротора.

При использовании гидроциклона для обезвоживания пульпы при землесосной очистке мелиоративных каналов наличие патрубка со щелевидным насадком способствует равномерному распределению твердого осадка по берме канала, после чего не требуется дополнительной планировки берм.

На чертеже схематически показан гидроциклон, вертикальный разрез. Гидроциклон состоит из цилиндроконического корпуса 1, тангенциального патрубка 2 для подачи суспензии, сливного патрубка 3, патрубка отвода сгущенной фракции 4, снабженного составной камерой, которая включает неперфорированную цилиндрическую часть 5 и перфорированную коническую в виде ротора 6, ограниченного герметичным кожухом 7 и установленного на одном валу со шнеком 8. На герметичном кожухе 7 закреплены щетки 9, которые установлены с внешней стороны ротора 6, параллельно его образующим. Внутри корпуса 1 по его оси установлена трубка 10, соединенная с конусом 7. Патрубок 11 со щелевидным насадком 12 установлен соосно с ротором 6 на кожухе 7. Привод шнека осуществляется гидромотором 13.

Гидроциклон работает следующим образом. Исходная суспензия по тангенциальному патрубку 2 под напором подается в цилиндроконический корпус 1, где она приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил твердые частицы отбрасываются к периферии и двигаются по спирали вниз к патрубку 4, попадая в цилиндрическую часть камеры 5. Мелкие частицы с жидкостью, образуя восходящий поток, выводятся через сливной патрубок 3. Шнек 8 подает образующийся шлам в ротор 6, где происходит обезвоживание за счет подпрессовки шлама шнеком и действия центробежных сил, возникающих при вращении ротора. Образующаяся жидкость вместе с мелкими частицами проникает через перфорацию ротора 6 в герметичный кожух 7. Вблизи оси корпуса 1 скорость жидкости настолько большая, что происходит разрыв жидкости и вдоль оси образуется воздушный столб, в котором давление ниже атмосферного. Это способствует отсасыванию жидкости из герметичного кожуха 7 в восходящий поток через трубку 10. Обезвоженный шлам, проходящий чеpез патpубок 11 и щелевидный насадок 12, pавномеpным слоем pаспpеделяется по беpме канала.

Пpедлагаемый гидpоциклон позволяет повысить пpоизводительность и эффективность обезвоживания суспензии за счет интенсификации пpоцесса обезвоживания и пpедотвpащения забивания пеpфоpации.

Использование: в устройствах для непрерывного разделения суспензий и для обезвоживания пульпы при землесосной очистке мелиоративных каналов. Сущность: гидроциклон состоит из цилиндроконического корпуса 1 с тангенциальным входным патрубком исходной суспензии 2, сливным патрубком 3, патрубком отвода сгущенной фракции 4, снабженным составной камерой, которая включает неперфорированную цилиндрическую часть камеры 5 и перфорированную коническую в виде ротора 6, ограниченного герметичным кожухом 7 и установленного на одном валу со шнеком 8. На герметичном кожухе 7 закреплены щетки 9, которые установлены с внешней стороны ротора 6, параллельно его образующим. Внутри корпуса 1 по его оси установлена трубка 10. Патрубок 11 со щелевидным насадком 12 установлен соосно с ротором 6 на кожухе 7. Технический результат достигается за счет уменьшения времени обезвоживания сгущенной фракции и предотвращения забивания перворации. 1 ил.

ГИДРОЦИКЛОН, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком исходной суспензии, сливным патрубком, патрубком отвода сгущенной фракции и цилиндрическую камеру со шнеком, перфорированную на участке, ограниченном герметичным кожухом, с которым соединена трубка, установленная по оси гидроциклона, отличающийся тем, что камера выполнена составной, неперфорированной цилиндрической и перфорированной в виде ротора, установленного на одном валу со шнеком, причем на герметичном кожухе, параллельно образующим ротора, закреплены щетки, а соосно с ротором патрубок со щелевидным насадком.