ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 2003 года по МПК B03B5/34 B04C3/06 

Изобретение относится к оборудованию для обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для классификации минеральных смесей в водной среде. Одним из основных требований, предъявляемых к оборудованию для классификации, является его производительность при требуемом качестве фильтрата.

Известен гидроциклон, включающий цилиндрический корпус, разделенный перегородкой на камеру фильтрата и камеру разделения исходного материала с тангенциально установленным в верхней части питающим патрубком в нижней части корпуса (а.с. СССР 1118409, 09.07.82 г.). В известном устройстве перегородка выполнена из перфорированного материала и выполняет роль фильтровального элемента, ограничивающего возможность попадания крупных частиц в камеру фильтрата. В процессе работы гидроциклона происходит накопление осадка на перегородке и уменьшается скорость классификации.

Для очистки фильтровального элемента известное устройство снабжено системой колеблющихся поршней, которые механически возбуждают знакопеременные колебания потока суспензии через перегородку. Благодаря возвратно-поступательному потоку жидкости через перегородку часть осадка снимается.

Недостатком известного устройства является его невысокая производительность, обусловленная тем, что сам процесс классификации происходит в тот период времени, когда давление в камере разделения исходного материала выше, чем давление в камере фильтрата. Последнее в известном устройстве создается механическим путем и составляет половину рабочего цикла.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такой конструкции гидроциклона, применение которой позволило бы повысить производительность.

Поставленная задача решается тем, что в гидроциклоне, включающем цилиндрический корпус, разделенный перегородкой на камеру фильтрата и камеру разделения исходного материала с тангенциально установленным в верхней части питающим патрубком и отводным патрубком в нижней части, согласно изобретению камера фильтрата образована сетчатым стаканом, установленным соосно корпусу, в котором установлен электрод. Выполнение камеры фильтрата в форме сетчатого стакана позволяет увеличить площадь фильтрации и оптимизировать процесс классификации за счет увеличения площади фильтрующего элемента и обеспечения процесса фильтрации по всей фильтрующей поверхности. Наличие электрода позволяет периодически создавать в суспензии электрогидродинамическим способом импульс давления в камере исходного материала. Время действия импульса давления, необходимого для очистки фильтрующего элемента, значительно меньше, чем время действия импульса давления, создаваемого механическим путем за счет вибрации, что позволяет увеличить скорость классификации и тем самым повысить производительность работы гидроциклона. Кроме того, величина давления, создаваемого электрогидродинамическим, способом может намного превышать величину давления, создаваемого механическим путем, что позволяет не только освобождать поверхность фильтрующего элемента от осадка, но и удалять из ячеек фильтрующей поверхности застрявшие в них частиц зернистого материала.

В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием его выполнения со ссылками на чертеж, на котором представлена конструкция гидроциклона, общий вид.

Гидроциклон включает корпус 1, разделенный на камеру 2 фильтрата и камеру 3 разделения исходного материала с тангенциально установленным в верхней части питающим патрубком 4 и отводным патрубком 5. Между камерой 2 фильтрата и камерой 3 разделения исходного материала соосно корпусу 1 установлен цилиндрический сетчатый стакан 6, в котором с возможностью вертикального перемещения, установлен электрод 7, покрытый изоляционным материалом и подключенный к электроимпульсному генератору (на чертеже не указан), при этом неизолированный конец 8 электрода 7 расположен в геометрическом центре продольного сечения сетчатого стакана 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Исходный материал в виде суспензии под постоянным давлением поступает в корпус 1 гидроциклона по питающему патрубку 4 и приобретает в нем вихревое вращательное движение. Под действием возникающих при вращательньном движении центробежных сил и вследствие различия в скоростях движения разделяемых минеральных частиц относительно жидкой среды происходит их разделение по крупности и/или по плотности таким образом, что частицы большей крупности и большей плотности оттесняются к периферийной части камеры 3 разделения исходного материала и, увлекаемые нисходящим потоком вниз, через отводной патрубок 5 выводятся из гидроциклона. Более мелкие и более легкие частицы оттесняются во внутренний приосевой восходящий поток и, проходя через фильтровальный элемент, выполненный в виде цилиндрического сетчатого стакана 6, попадают в камеру 2 фильтрата. Частицы минеральной смеси, размер которых превышает размер ячейки сетчатого стакана 6, задерживаются у поверхности последнего и образуют на нем слой осадка. Для очистки поверхности стакана 6 периодически включают электрогидроимпульсный генератор, при этом на неизолированном конце 8 электрода 7 возникает искровой электрический разряд, разрядный канал которого близок к сферическому, и образуется парогазовая полость, давление в которой достигает 100 МПа. Таким образом, в камере фильтрата 2 возбуждается ударная волна, которая создает импульс давления. Когда ударная волна достигает поверхности сетчатого стакана 6, она очищает поверхность фильтрующего элемента от образовавшегося на нем осадка и также удаляет минеральные частицы, которые застряли в ячейках. Частоту и мощность электрического импульса подбирают экспериментальным путем в каждом конкретном случае, в зависимости от типа фильтруемой суспензии. Таким образом, применение предлагаемой конструкцию гидроциклона позволяет повысить производительность за счет интенсификации процесса классификации. По сравнению с прототипом, предлагаемое техническое решение позволяет значительно упростить конструкцию, а также снизить энергетические затраты на технологический процесс классификации, связанные с необходимостью осуществлять непрерывное колебание всего объема жидкости в аппарате.

Особенно эффективно применение заявленного устройства при использовании плотных фильтровальных элементов с низким коэффициентом живого сечения, для эффективной очистки и регенерации которых необходимы большие перепады давлений.

Гидроциклон прост в эксплуатации и может быть использован в условиях промышленного производства. В конструкции используются стандартные узлы и комплектующие.

Использование: оборудование для обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для классификации минеральных смесей в водной среде. Технический результат - повышение производительности. Сущность изобретения: гидроциклон включает корпус, разделенный перегородкой на камеру фильтрата и камеру разделения исходного материала, с тангенциально установленным питающим и отводным патрубком. Камера фильтрата образована сетчатым стаканом, установленным соосно корпусу, и снабжена электродом. 1 ил.

Гидроциклон, включающий корпус, разделенный перегородкой на камеру фильтрата и камеру разделения исходного материала, с тангенциально установленным в верхней части питающим патрубком и отводным патрубком в нижней части, отличающийся тем, что камера фильтрата образована сетчатым стаканом, установленным соосно корпусу, в котором расположен электрод.