ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 2000 года по МПК B04C5/00 

Изобретение относится к технике разделения жидких неоднородных сред, конкретно к устройствам для разделения суспензий под действием центробежных сил, и может быть использовано в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с питающим патрубком и патрубками вывода осветленной и сгущенной фракции, напорную и сепарирующую камеры, разделенные между собой цилиндрической секцией со спирально-винтовым каналом, расположенную со стороны напорной камеры цилиндрическую вставку, установленную с возможностью поворота относительно цилиндрической секции (см. авт. свид. СССР N 893269, кл. B 04 C 3/06, 1980 г.).

Недостатком известного гидроциклона является малая эффективность разделения суспензии, содержащей наряду с трубодисперсной высокодисперсную часть твердой фазы.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубками вывода осветленной и сгущенной фракции, напорную и сепарирующую камеры, разделенные между собой цилиндрической секцией со спирально-винтовым каналом. Цилиндрическая секция выполнена в виде двухходового спирально-винтового канала, один вход которого соединен с периферией напорной камеры, а выход - с центральной частью сепарирующей камеры. Вход другого канала соединен с центральной частью напорной камеры, а его выход - с периферией сепарирующей камеры (авт. свид. СССР N 1080878, кл. B 04 C 5/103).

Такое конструктивное решение обеспечивает в сепарирующей зоне гидроциклона образование фильтрующей завесы из грубой взвеси, которая под действием центробежных сил и перемещения от центра к периферии увлекает с собой к стенкам и мелкую взвесь, улучшая тем самым эффективность работы гидроциклона в сравнении с типовыми конструкциями.

Недостатком такого гидроциклона является сложность исполнения цилиндрической секции, разделяющей напорную и сепарирующую камеры. Двухходовой спирально-винтовой канал, служащий для продвижения суспензии, имеет достаточно большое сопротивление.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работы гидроциклона путем снижения сопротивления в рабочей зоне.

Поставленная цель достигается тем, что гидроциклон содержит сепарирующую камеру, выполненную в виде цилиндроконического корпуса с тангенциальным входным патрубком и патрубками отвода осветленной и сгущенной фракций, и напорную камеру. При этом напорная камера выполнена в виде цилиндроконического устройства с двумя раздвинутыми по высоте тангенциальными патрубками, один из которых соосно примыкает к тангенциальному патрубку сепарирующей камеры гидроциклона и соразмерен ему.

При проведении поиска по патентной и научно-технической литературе на обнаружены гидроциклоны с аналогичными конструктивными элементами. Следовательно, изобретение соответствует критерию "новизна".

Напорная камера в виде цилиндроконического устройства выполняет роль фильтрующей завесы. Совместная с сепарирующей камерой работа приводит к техническому результату, не вытекающему с очевидностью из конструктивных решений, а именно: в результате интенсивного вращения под действием центробежных сил в напорном цилиндроконическом устройстве происходит расслоение исходной суспензии на грубую, предварительно сконцентрированную к стенкам камеры, и мелкую взвесь. Поступая с высокой скоростью в сепарирующую камеру гидроциклона, суспензия перераспределяется. Крупные частицы твердой фракции при перемещении к стенке сепарирующей камеры увлекают за собой на выгрузку и мелкую фракцию, повышая эффективность очистки.

Таким образом, изобретение обладает изобретательским уровнем.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид гидроциклона в разрезе; на фиг. 2 - разрез фиг. 1 по А-А.

Гидроциклон содержит сепарирующую камеру, состоящую из цилиндроконического корпуса 1, 3, к которой примыкает тангенциальный входной патрубок 2, патрубок 4 отвода осветленной жидкости и патрубок 5 отвода сгущенной фракции.

Напорная камера, выполненная в виде цилиндроконического устройства 6 с двумя раздвинутыми по высоте тангенциальными патрубками 7, 8, соединена с сепарирующей камерой гидроциклона через патрубки 8, 2. При этом патрубок 8 соразмерен тангенциальному патрубку 2.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная суспензия через тангенциальный патрубок 7 под напором поступает в напорную камеру 6, выполненную в виде цилиндроконического устройства, где она интенсивно закручивается в рабочей полости. В результате интенсивного вращения и под действием центробежных сил происходит расслоение исходной суспензии на грубую, сконцентрированную к стенке камеры 6, и мелкую взвесь, расположенную ближе к оси камеры. Поступая с высокой скоростью в сепарирующую камеру 1 через тангенциальные патрубки 8, 2, суспензия, предварительно уже рассортированная, перераспределяется: крупная фракция ближе к оси сепарирующей камеры, а мелкая ближе к стенкам. При интенсивном вращении крупные частицы твердой фракции за счет инерционных сил при перемещении к стенкам увлекают за собой на выгрузку через шламовый патрубок 5 и мелкую фракцию, повышая эффективность очистки жидкости. Осветленную жидкость восходящим потоком отводят через сливной патрубок 4.

Таким образом, благодаря конструктивному выполнению напорной камеры в виде цилиндроконического устройства с двумя раздвинутыми по высоте тангенциальными патрубками, один из которых соосно примыкает к тангенциальному патрубку сепарирующей камеры гидроциклона и соразмерен ему, предварительно разделенные слои суспензии легко по ходу поступления в сепарирующую камеру и интенсивного вращения меняют свои положения относительно оси.

Вследствие этого, в свободной от двухходового спирально-винтового канала рабочей камеры гидроциклона - сепарирующей камере, более чем на 20% снижается гидравлическое сопротивление, повышается эффективность и производительность работы гидроциклона.

Изобретение предназначено для разделения жидких неоднородных сред, конкретно для разделения суспензий под действием центробежных сил, и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубками отвода осветленной и сгущенной фракции, напорную камеру. Напорная камера выполнена в виде цилиндроконического устройства с двумя раздвинутыми по высоте тангенциальными патрубками, один из которых соосно примыкает к тангенциальному патрубку цилиндроконического корпуса гидроциклона и соразмерен ему. Такая конструкция гидроциклона позволяет снизить гидравлическое сопротивление в рабочей зоне не менее чем на 20%, повышая таким образом эффективность работы гидроциклона. 2 ил.

Гидроциклон, содержащий сепарирующую камеру, выполненную в виде цилиндро-конического корпуса с тангенциальным входным патрубком и патрубками отвода осветленной и сгущенной фракций, и напорную камеру, отличающийся тем, что напорная камера выполнена в виде цилиндроконического устройства с двумя раздвинутыми по высоте тангенциальными патрубками, один из которых соосно примыкает к тангенциальному патрубку сепарирующей камеры гидроциклона и соразмерен ему.