ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 2001 года по МПК B04C5/85 B03B5/34 

Изобретение относится к устройствам для центробежного разделения материалов и может быть использовано в горнообогатительной, химической, строительной и других отраслях промышленности.

Известен гидроциклон, содержащий корпус, включающий цилиндрическую и коническую части, тангенциальный входной, сливной и песковый патрубки. Коническая часть корпуса выполнена перфорированной и снабжена рубашкой. Между корпусом и рубашкой размещены шары, выполненные из износостойкого материала [1].

Такое выполнение гидроциклона обеспечивает повышение его износоустойчивости. Однако данный гидроциклон имеет довольно сложную конструкцию защитного слоя, сложен в изготовлении, монтаже и демонтаже.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидроциклон, содержащий корпус, включающий цилиндрическую и коническую части, снабженные футеровкой, тангенциальный патрубок входа, сливной и песковый патрубки [2].

Футеровка представляет собой зернистый наполнитель из корунда или карборунда. Наполнитель распределен дифференциально с увеличением его содержания к разгрузочному отверстию.

Известный гидроциклон имеет недостаточную эффективность работы за счет недостаточно интенсивного и полного отвода твердых и тяжелых компонентов, содержащихся в пульпе. Кроме того, известный гидроциклон имеет небольшой срок службы, обусловленный довольно быстрым износом футеровки, из-за недостатка износостойкости материала, из которого она изготовлена.

Предлагаемый гидроциклон решает задачу повышения эффективности работы гидроциклона и увеличения срока службы за счет повышения надежности и износостойкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем корпус, включающий цилиндрическую и коническую части, снабженные футеровкой, тангенциальный патрубок, согласно изобретению в футеровке конической части корпуса не менее чем на 1/3 ее высоты выполнены вертикальные выемки в виде пазов или впадин, при этом материал футеровки конической части не менее чем на 1/3 состоит из износостойкого материала с твердостью не менее 3,00 mc/мм².

Ближняя по направлению движения пульпы сторона выемки выполнена выше противоположной ее стороны.

На фиг. 1 изображен предлагаемый гидроциклон, общий вид. На фиг. 2 - разрез по по А-А, выполнение выемок в виде пазов прямоугольной формы. На фиг. 3 - разрез по А-А, выполнение выемок в виде впадин. На фиг. 4 - разрез по А-А, выполнение пазов трапецеидальной формы.

Гидроциклон состоит из корпуса, образованного цилиндрической и конической частями 1 и 2, тангенциального патрубка 3, входа, сливного 4 и пескового 5 патрубков. Гидроциклон снабжен футеровкой 6, защищающей кольцом цилиндрическую часть 1 корпуса, и футеровкой 7, защищающей коническую часть 2 корпуса.

В футеровке 7, конической части 2 корпуса не менее чем на 1/3 ее длины Н выполнены вертикальные выемки 8. Материал футеровки 7 хотя бы на 1/3 выполнен из износостойкого материала с твердостью не менее 3,00 mc/мм². Остальная часть материала футеровки может включать любой эластомер (резину, полиуретан и т.д.). Выемки 8 могут быть выполнены в виде пазов 9 или впадин 10. При этом высота H₁ стороны выемки ближней по направлению движения пульпы выше высоты Н₂ противоположной стороны выемки, H₁ - H₂ - Δ Н.

Гидроциклон работает следующим образом:
Пульпа под давлением через тангенциальный патрубок 3 входа поступает в гидроциклон. Под действием центробежных сил пульпа разделяется, при этом твердые частицы отбрасываются к стенкам корпуса гидроциклона, где они осаждаются и по вертикальным выемкам 8 беспрепятственно и по кратчайшему пути транспортируются в песковый патрубок 5.

Очищенная фракция, включающая наиболее тонкие частицы, отжимается к центру корпуса и выводится через сливной патрубок 4.

Таким образом, предлагаемый гидроциклон позволяет повысить эффективность разделения посредством улучшения транспортировки твердых частиц в песковый патрубок по кратчайшему пути.

Выполнение материала футеровки конической части корпуса хотя бы на 1/3 из износостойкого материала с твердостью не менее 3,00 mc/мм², например карбид кремния, позволяет увеличить срок службы гидроциклона в 5 раз за счет повышения надежности и износостойкости. При включении в состав футеровки указанного материала меньше чем 1/3 от общего количества материала футеровки последняя не будет обладать достаточной надежностью и прочностью. Кроме указанного материала, в состав футеровки может входить любой эластомер (резина, полиуретан и т.д.).

Выбор материала обусловлен его оптимальными для работы в данных условиях характеристиками при снижении себестоимости футеровки. Материалы с меньшей твердостью не могут обеспечить достаточную надежность и долговечность работы гидроциклона.

Кроме того, выполнение вертикальных выемок в футеровке не менее чем на 1/3 ее высоты также способствует повышению надежности работы гидроциклона, поскольку часть твердых частиц, отбрасываемых к стенкам гидроциклона, ударяется не об футеровку, а об нисходящий по пазам 8 поток твердых частиц, что дополнительно предохраняет футеровку от преждевременного абразивного износа за счет уменьшения площади контакта твердых частиц с футеровкой.

Выполнение вертикальных выемок не менее чем на 1/3 высоты футеровки обусловлено различием в плотности пульпы и скорости ее вращения, исходя из условия оптимальной работы гидроциклона.

Выполнение вертикальных выемок меньше 1/3 высоты футеровки ведет к снижению надежности и эффективности работы гидроциклона.

Те же доводы относятся и к выполнению футеровки из износостойкого материала менее чем на 1/3 от высоты конической части.

Конкретное количество износостойкого материала в составе футеровки зависит от крупности частиц, плотности пульпы и скорости ее вращения.

Разница в выборе высоты сторон выемок Δ H обусловлено необходимостью создания минимального сопротивления движению пульпы. Она не ударяется о стенку выемки, дальнюю по ходу движения пульпы, что предотвращает износ футеровки за счет предотвращения выбивании частиц футеровки из пазов. Направление движения пульпы изображено на чертежах стрелкой.

Испытания предложенного гидроциклона проводились нами в течение 3-х лет и показали, что такое конструктивное выполнение позволяет повысить эффективность работы гидроциклона и увеличить срок его службы за счет повышения надежности и износостойкости.

Список литературы.

1. SU авторское свидетельство N 1357083, кл. B 04 C 9/00, 1986 г.

2. SU авторское свидетельство N 1641441, кл. B 04 C 5/085, 1986 г.

Изобретение может быть использовано в горнообогательной, химической, строительной и других отраслях промышленности. Изобретение повышает эффективность и срок службы гидроциклона. Гидроциклон содержит корпус, включающий цилиндрическую и коническую части, снабженные футеровкой, тангенциальный патрубок входа, сливной и песковый патрубки, в футеровке конической части не менее чем на 1/3 ее высоты выполнены вертикальные выемки в виде пазов, при этом материал футеровки конической части не менее чем на 1/3 состоит из износостойкого материала с твердостью не менее 3,00 mc/мм². Ближняя по направлению движения пульпы сторона выемки выше противоположной ее стороны. 4 ил.

Гидроциклон, содержащий корпус, включающий цилиндрическую и коническую части, снабженные футеровкой, тангенциальный патрубок входа, сливной и песковой патрубки, отличающийся тем, что в футеровке конической части корпуса не менее чем на 1/3 ее высоты выполнены вертикальные выемки в виде пазов или впадин, а материал футеровки конической части не менее чем на 1/3 состоит из износостойкого материала с твердостью не менее 3,00 mc/мм², при этом ближняя по направлению движения пульпы сторона выемки выше противоположной ее стороны.