ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 1998 года по МПК B04C5/08 

Изобретение относится к устройствам центробежного типа и может быть использовано для разделения неоднородных дисперсных систем типа жидкость - твердое вещество.

Наиболее близким из известного уровня техники является гидроциклон, содержащий корпус с патрубками и соосно размещенным в корпусе веретенообразным элементом.

Основные недостатки известного гидроциклона:
не достигается в полном объеме упорядоченность гидродинамической обстановки в гидроциклоне, так как шаг винтовой нарезки элемента вращения практически никогда не совпадает с шагом движения потока очищаемой жидкости и по винтовой траектории и в этом случае сам элемент вращения с винтовой пановкой становится источником турбулизации потока жидкости (т.е. местных завихрений);
имеет место большая потеря жидкой фазы через песковый канал (до 6 - 12%);
сложность в изготовлении.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в повышении качества разделения сред путем повышения стабильности гидродинамической обстановки в корпусе при одновременном упрощении конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе гидроциклона соосно установлен веретенообразный элемент с гладкой поверхностью, в верхней части которого установлена крыльчатка для изменения движения жидкости из вращательно-поступательного в поступательное, а в нижней части его - гидроупор для усиления эффекта формирования обратного потока очищенной жидкости, который имеет каплевидную форму или же в виде тела вращения, образованного двумя усеченными конусами, имеющим общее основание.

В совокупности это позволяет:
упорядочить гидродинамическую обстановку внутри гидроциклона и повысить эффективность очистки за счет исключения местных завихрений (турбулизации) потока жидкости и подсоса воздуха;
ускорить отвод очищенной жидкости из центральной части гидроциклона, увеличив при этом его пропускную способность, и одновременно уменьшить давление на стенки конуса, вследствие чего увеличить срок службы гидроциклона;
уменьшить потерю жидкой фазы через песковый канал, и следовательно, уменьшить влажность сбрасываемой пульпы.

На чертеже изображен гидроциклон в разрезе.

Гидроциклон включает цилиндроконической корпус, имеющий улитку 1 с входным 2 и сливным 3 патрубками, конус 4 с песковым каналом 5. Улитка 1 и конус 4 соединяются между собой гайкой 6. Соосно конусу 4 установлен веретенообразный элемент с гладкой поверхностью, состоящий из крыльчатки 7, для изменения винтообразного движения очищенной жидкости в поступательное, конуса 8, гидроупора 9 для усиления эффекта формирования обратного потока конуса, натяжного устройства 10 и узла подвески 11, выполненного в виде гайки, которая на резьбе навинчивается до упора на сливной патрубок 3 и жестко соединена с элементом при помощи пластин, расположенных крестообразно. Натяжное устройство 10 снабжено гайкой 12, которая на резьбе навинчивается до упора на нижнюю часть конуса 4 и при помощи стоек 13 жестко соединена с упорным диском 14. Натяжение достигается навинчиванием гайки.

Гидроциклон работает следующим образом.

Суспензия (или эмульсия) с мелкими частицами мехпримесей центробежным насосом (не показан) направляется в улитку 1 через тангенциально расположенный входной патрубок 2. Поток жидкости по винтовой траектории двигается вниз в сторону пескового канала 5.

Под действием центробежных сил частицы мехпримесей движутся в сторону внутренней стенки гидроциклона и время их пробега сокращается за счет совмещения геометрической и гидравлической осей гидроциклона, исключения рециркуляции мехпримесей и подсоса воздуха. В совокупности действие указанных фактором позволяет значительно увеличить степень очистки жидкости и пропускную способность гидроциклона.

В нижней части конуса 4 увеличивается гидравлическое сопротивление потоку жидкости, за счет чего формируется поток очищенной жидкости снизу вверх.

Установка в нижней части конуса 4 гидроупора значительно увеличивает эффект обратного тока очищенной жидкости снизу-вверх, а потери жидкой фазы через песковый канал 5 конуса 4 снижаются до 1-2%, т.е. влажность сбрасываемой пульпы значительно снижается по сравнению с работой гидроциклона в обычном исполнении.

Необходимо отметить, что величина угла при вершине верхнего конуса гидроупора может колебаться в довольно широком диапазоне (от 5 до 120) и определяется конкретными технологическими особенностями производственного процесса. Место установки по высоте гидроупора также может изменяться, например, при помощи резьбового соединения (не показано). Чем ниже установлен гидроупор 10, тем меньше влажность сбрасываемой пульпы.

Использование: для разделения неоднородных дисперсных систем типа жидкость - твердое тело, например, при очистке буровых растворов. В гидроциклоне предусмотрено веретенообразное тело, поверхность которого выполнена гладкой, причем в верхней части веретенообразного тела установлена крыльчатка для преобразования винтообразного движения очищенной жидкости в поступательное, а в нижней части его установлен гидроупор для повышения эффекта формирования обратного потока очищенной жидкости. 1 ил.

Гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным и соосно расположенным сливным патрубками, размещенный в нижней части корпуса песковый канал для отвода мехпримесей и соосно размещенный в корпусе веретенообразный элемент, отличающийся тем, что он снабжен установленными в верхней части веретенообразного элемента перед сливным патрубком крыльчаткой для изменения винтообразного движения очищенной жидкости в поступательное и в нижней части его перед песковым каналом гидроупором для усиления эффекта формирования обратного потока очищенной жидкости и уменьшения влажности пульпы, размещенным с возможностью изменения высоты его установки, при этом поверхность веретенообразного элемента выполнена гладкой.