ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 1997 года по МПК B04C5/12 

Изобретение относится к технике очистки сточных вод и других жидкостей и может быть использовано для разделения твердых и жидких неоднородных систем под действием центробежных сил.

Известен трехпродуктовый гидроциклон для осветления маслосодержащих сточных вод, включающий цилиндрический корпус с песковым патрубком для подачи исходного продукта, сливными патрубками осветленной воды и масла, концентрично расположенными внутри корпуса, причем патрубок осветленной воды установлен на подшипниках и снабжен наружными лопастями и внутренними ребрами [1]
Недостатком известного гидроциклона является низкая надежность работы вследствие наличия подшипника.

Известен гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с перфорацией в нижней части конуса, входной патрубок, выпускной патрубок уловленных твердых частиц и цилиндроконический кожух, в верхней части которого, на его боковой поверхности, установлен выпускной патрубок очищенной жидкости [2]
Недостатками известного гидроциклона являются низкие надежность и эффективность работы вследствие возможности засорения перфорации.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности работы гидроциклона.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем вертикальный цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, шламоотводящим отверстием и патрубком отвода очищенной жидкости, цилиндроконический корпус дополнительно содержит в верхней своей части цилиндрическую камеру с выпускным патрубком, соединенную с объемом корпуса кольцевой щелью наружным диаметром, равным 1,05-1,20 наружного диаметра патрубка отвода очищенной жидкости, и конусообразную обечайку, расположенную концентрично в нижней конической части корпуса с образованием кольцевого зазора, кроме того, выпускное отверстие патрубка отвода очищенной жидкости расположено в верхней его части тангенциально по ходу вращения жидкости, а сам патрубок содержит в центре верхней части дополнительный патрубок для отвода легких фракций разделяемых сред.

Поставленная цель достигается тем, что нижняя часть конусообразной обечайки расположена ниже шламоотводящего отверстия и что конусообразная обечайка содержит лопасти с саморегулируемым углом атаки.

На фиг. 1 изображен разрез по А-А (Фиг.2) гидроциклона, на фиг.2 вид сверху на гидроциклон.

Гидроциклон состоит из вертикального цилиндроконического корпуса 1 с тангенциальным входным патрубком 2, шламоотводящим отверстием 3 и патрубком 4 отвода очищенной жидкости. Цилиндроконический корпус 1 дополнительно содержит в верхней своей части цилиндрическую камеру 5 с выпускным патрубком 6, соединенную с объемом корпуса 1 кольцевой щелью 7. Наружный диаметр D кольцевой щели 7 равен 1,05-1,20 наружного диаметра d патрубка 4 отвода очищенной жидкости
D 1,05 1,20 d.

Цилиндроконический корпус 1 содержит также конусообразную обечайку 8, расположенную концентрично в нижней конической части корпуса 1 с образованием кольцевого зазора.

Выпускное отверстие 9 патрубка 4 отвода очищенной жидкости расположено в верхней его части тангенциально по ходу вращения жидкости, а сам патрубок 4 содержит в центре верхней части дополнительный патрубок 10 для отвода легких фракций разделяемых сред.

Низ конической части корпуса 1 соединен со шламоприемным бункером 11. Нижняя часть конусообразной обечайки 8 расположена ниже шламоотводящего отверстия 3 конусной части корпуса 1.

Конусообразная обечайка 8 оснащена лопастями 12 с саморегулируемым углом атаки (конструкция лопастей в материалах настоящей заявки не раскрывается, так как не является предметом настоящего изобретения).

Работа гидроциклона осуществляется следующим образом. Смесь, например, воды, песка и масла с большой скоростью поступает через тангенциальный входной патрубок 2 в объем вертикального цилиндроконического корпуса 1 и винтообразно перемещается вниз, ускоряя свое вращение в конусной части корпуса 1. Под действием центростремительных сил за счет разных удельных весов смесь разделяется: песок, вращаясь с потоком, располагается у стенок корпуса 1, масло собирается по оси вращения потока, а остальной объем занимает вода. Концентрированная смесь песка с водой при движении вниз проходит через кольцевую щель между корпусом 1 и конусообразной обечайкой 8 и отводится в шламоприемный бункер 11. Масло выводится из корпуса 1 гидроциклона через патрубок 10, а вода через выпускное отверстие 9 патрубка 4. Основной поток воды внизу конусной части корпуса 1 уменьшает свой радиус вращения и дальше движется вверх к патрубку 4 отвода очищенной жидкости.

Размер кольцевой щели между корпусом 1 и конусообразной обечайкой 8 устанавливается самостоятельно при помощи лопастей IS в зависимости от расхода водно-песчаной смеси между конусообразной обечайкой 8 и корпусом 1: при большем расходе щель больше, а при уменьшении расхода размер щели уменьшается.

Расположение низа конусообразной обечайки 8 ниже уровня шламовыпускного отверстия 3 исключает возврат шлама в поток очищенной жидкости.

Кольцевая щель 7 обеспечивает отвод воздуха из объема корпуса 1 в дополнительную цилиндрическую камеру 5, откуда он периодически удаляется через патрубок 6. Размер щели 7 зависит от проектной производительности гидроциклона и конкретного функционального назначения.

Тангенциальный отвод очищенной жидкости через выпускное отверстие 9 обеспечивает устойчивое вращательное движение очищенной жидкости по всей высоте патрубка 4 и исключает повторное смешивание удаляемых через патрубок 10 легких фракций смеси (масла) с очищенной жидкостью (водой).

Таким образом, предложенные технические решения обеспечивают при абсолютной простоте конструкции надежную и высокоэффективную работу гироциклона при разделении любых смесей.

Изобретение относится к технике очистки вод и может быть использовано для разделения многокомпонентных смесей. В гидроциклоне, содержащем вертикальный цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, шламоотводящим отверстием и патрубком отвода очищенной жидкости, корпус дополнительно содержит в верхней своей части цилиндрическую камеру с выпускным патрубком, соединенную с объемом корпуса кольцевой щелью наружным диаметром, равным 1,05-1,20 наружного диаметра патрубка отвода очищенной жидкости, конусообразную обечайку, расположенную концентрично в нижней конической части корпуса с образованием кольцевого зазора. 2 з п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидроциклон, содержащий вертикальный цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, шлакоотводящим отверстием и патрубком отвода очищенной жидкости, отличающийся тем, что цилиндроконический корпус дополнительно содержит в верхней своей части цилиндрическую камеру с выпускным патрубком, соединенную с объемом корпуса кольцевой щелью наружным диаметром, равным 1,05 1,20 наружного ддиаметра патрубка отвода очищенной жидкости, и конусообразную обечайку, расположенную концентрично в нижней конической части корпуса с образованием кольцевого зазора, кроме того, выпускное отверстие патрубка отвода очищенной жидкости расположено в верхней его части тангенциально по ходу вращения жидкости, а сам патрубок содержит в центре верхней части дополнительный патрубок для отвода легких фракций разделяемых сред. 2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что нижняя часть конусообразной обечайки расположена ниже шламоотводящего отверстия. 3. Гидроциклон по п. 2, отличающийся тем, что конусообразная обечайка содержит лопасти с саморегулируемым углом атаки.