Авторегулируемый гидроциклон Российский патент 2025 года по МПК B04C11/00 B04C5/18 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для разделения суспензий под действием центробежных сил и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности, в частности для очистки сточных вод.

Известен гидроциклон, включающий цилиндро-конический корпус с тангенциальным патрубком подачи исходной суспензии, сливным патрубком и цилиндрическим песковым патрубком с устройством для устранения забивки, выполненным в виде цилиндра с поршнем, имеющим вогнутую рабочую поверхность, радиус которой равен радиусу пескового патрубка, причем поверхность пескового патрубка плавно сопряжена с рабочей поверхностью поршня (авторское свидетельство SU 542560 «Гидроциклон», МПК В04С5/16, опубл. 15.01.1977 г.).

Недостатком известного гидроциклона является сложность конструкции устройства для устранения забивки и необходимость затраты внешней энергии - подвода жидкости под давлением для срабатывания этого устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидроциклон (прототип), содержащий корпус, входной и сливной патрубки, песковый патрубок из эластичного материала, расположенный в камере, заполненной жидкостью, и средство изменения давления в камере. Гидроциклон также снабжен размывочным соплом и управляющим органом, при этом сопло соединено с входным патрубком и средством изменения давления через управляющий орган, который обеспечивает соединение входного патрубка поочередно с камерой, соплом и камеры с атмосферой (авторское свидетельство SU 1643099 «Гидроциклон», МПК В04С11/00, опубл. 23.04.1991 г.).

Недостатком известного гидроциклона является то, что для повышения надежности работы гидроциклона необходимы затраты внешней энергии (для срабатывания средства изменения давления и управляющего органа).

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка авторегулируемого гидроциклона, который имеет повышенную надежность работы при возможной забивке пескового патрубка за счет своих внутренних резервов.

Технический результат достигается благодаря тому, что разработанный авторегулируемый гидроциклон так же, как и гидроциклон-прототип, содержит корпус с входным, сливным и песковым патрубками, размывочное сопло, соединенное с входным патрубком. Новым является то, что в зоне действия давления струи суспензии, выходящей из пескового патрубка, перпендикулярно вектору действия этой струи установлена пластина, жестко соединенная с клапаном, установленным на трубопроводе, соединяющем входной патрубок с размывочным соплом.

Изобретение поясняется фигурами.

На фиг.1 показан гидроциклон и положение устройства для устранения забивки пескового патрубка в штатном режиме работы.

На фиг.2 показан гидроциклон и положение устройства для устранения забивки пескового патрубка при забивке пескового патрубка.

На фиг.3 показано сечение А-А.

Гидроциклон состоит из корпуса 1 с входным тангенциальным патрубком 2, песковым патрубком 3, сливным патрубком 4. По оси гидроциклона под песковым патрубком 3 установлено размывочное сопло 5, направленное в сторону отверстия пескового патрубка 3. Также под песковым патрубком 3 в зоне действия давления струи суспензии, выходящей из пескового патрубка 3, перпендикулярно вектору действия этой струи установлена пластина 6, жестко соединенная с клапаном 7, установленным на трубопроводе 8, соединяющем входной патрубок 2 с размывочным соплом 5.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная разделяемая суспензия под давлением через входной патрубок 2 поступает в корпус 1 гидроциклона, где приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил происходит разделение суспензии, при этом твердые частицы в виде сгущенной суспензии выводятся из гидроциклона через песковый патрубок 3, а осветленная жидкость выводится через сливной патрубок 4.

При забивке пескового патрубка 3 сгущенной суспензией осуществляется устранение забивки за счет внутренних резервов самого гидроциклона.

При штатном режиме работы гидроциклона давление струи сгущенной суспензии, выходящей из пескового патрубка 3, воздействует на пластину 6, а через нее на клапан 7, прижимая его к седлу клапана, перекрывая доступ суспензии из входного патрубка 2 через трубопровод 8 к размывочному соплу 5.

При забивке пескового патрубка 3 сгущенной суспензией давление струи сгущенной суспензии на пластину 6 становится равным нулю. Клапан 7, жестко соединенный с пластиной 6, не прижимается к седлу клапана, в результате чего за счет давления суспензии из трубопровода 8 клапан 7 поднимается, открывая путь суспензии из входного патрубка 2 к размывочному соплу 5. Струя жидкости из размывочного сопла 5 начинает размывать забившееся песковое отверстие. После устранения забивки восстанавливается струя сгущенной суспензии из отверстия пескового патрубка 3, давление которой воздействует через пластину 6 на клапан 7, прижимая его к седлу клапана и перекрывая доступ суспензии из входного патрубка 2 к размывочному соплу 5. Гидроциклон возвращается к штатному режиму работы.

Таким образом, благодаря снабжению гидроциклона пластиной 6, установленной в зоне действия давления струи суспензии, выходящей из пескового патрубка 3, перпендикулярно вектору действия этой струи и жестко соединенной с клапаном 7, установленным в трубопроводе 8, соединяющем входной патрубок 2 с соплом 5, повышается надежность работы гидроциклона за счет устранения забивки пескового патрубка 3. Причем происходит это за счет использования резервов, заложенных в самом гидроциклоне, без привлечения «внешней энергии», то есть за счет авторегулирования.

Такое исполнение устройства для устранения забивки пескового патрубка упрощает его конструкцию и позволяет повысить надежность работы при возможной забивке пескового патрубка за счет внутренних резервов самого гидроциклона.

Таким образом, новая совокупность признаков, содержащаяся в заявленном техническом решении, не известна ни в аналоге, ни в прототипе и позволяет получить положительный эффект, указанный в задаче изобретения, и соответствует критерию «существенные отличия».

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий под действием центробежных сил и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности, в частности для очистки сточных вод. Гидроциклон состоит из корпуса с входным, сливным и песковым патрубками, под песковым патрубком по оси гидроциклона установлено размывочное сопло, направленное в сторону отверстия пескового патрубка, соединенное с входным патрубком. В зоне действия давления струи суспензии, выходящей из пескового патрубка, перпендикулярно вектору действия этой струи установлена пластина, жестко соединенная с клапаном, установленным на трубопроводе, соединяющем входной патрубок с размывочным соплом. Технический результат: повышение надежности работы гидроциклона за счет внутренних резервов самого гидроциклона. 3 ил.

Авторегулируемый гидроциклон, содержащий корпус с входным, сливным и песковым патрубками, установленное по оси гидроциклона под песковым патрубком размывочное сопло, направленное в сторону отверстия пескового патрубка, соединенное с входным патрубком, отличающийся тем, что в зоне действия давления струи суспензии, выходящей из пескового патрубка, перпендикулярно вектору действия этой струи установлена пластина, жестко соединенная с клапаном, установленным на трубопроводе, соединяющем входной патрубок с размывочным соплом.