ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 2025 года по МПК B04C5/103 

Изобретение относится к аппаратам для гидравлической сепарации, классификации, очистки и может быть использована в цементной, обогатительной, металлургической, химической промышленностях и др.

Известна конструкция гидроциклона [патент РФ на изобретение № 2372147, С1, МПК B04C 5/14, опубл. 10.11.2009, бюл. № 31], содержащая цилиндрическую камеру в нижней части конуса, представленную в виде двух классифицирующих дисков и трех патрубков для вывода фракций с разным размером частиц.

Недостатком гидроциклона является отсутствие точной границы разделения частиц на фракции, поэтому необходимо дополнительное измельчение для достижения требуемого качества конечного продукта.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является конструкция гидроциклона [патент РФ на изобретение № 2442663, С1; МПК B04C 5/22, опубл. 20.02.2012, бюл. № 5], содержащая цилиндроконический корпус (корпус, состоящий из цилиндра и конуса) с центральной и периферийной сборной камерами, осевой разделительный коллектор. В верхней части к корпусу прикреплены подающий (входной патрубок) и отводящий (сливной патрубок) трубопроводы, в нижней части – шламовый (выходной патрубок) трубопровод. При этом подающий трубопровод расположен сбоку и тангенциально к корпусу. Стенки осевого разделительного коллектора выполнены с криволинейным очертанием в виде гофрированного коноидального насадка, вокруг него размещен потокоформирующий эллипсоид. Подающий трубопровод снабжен гидроэлеватором с отсасывающей трубкой, входная часть которого введена сверху в центр осевого разделительного коллектора.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: вертикальный корпус, состоящий из цилиндра, к нижней части которого прикреплен конус с выходным патрубком, цилиндр соединен со сливным патрубком для выгрузки готового продукта, сбоку к цилиндру тангенциально прикреплен входной патрубок.

Недостатком прототипа является отсутствие точной границы разделения частиц из-за криволинейного очертания стенок осевого разделительного коллектора и потокоформирующего эллипсоида, которые создают сложный и нестабильный поток, что приводит к турбулентности и перемешиванию частиц различного размера и плотности.

Изобретение направлено на повышение качества готового продукта за счет установки точной границы разделения частиц на фракции.

Это достигается тем, что гидроциклон содержит вертикальный корпус, состоящий из цилиндра, к нижней части которого прикреплен конус с выходным патрубком. Цилиндр соединен со сливным патрубком для выгрузки готового продукта. Сбоку к цилиндру тангенциально прикреплен входной патрубок. В предложенном решении внутри входного патрубка и корпуса установлена разделительная часть, состоящая из пластины, цилиндрической части с отверстиями и конической части с вертикальными ребрами, образующая с корпусом разделительную область. Выходной патрубок установлен внизу корпуса и конической разделительной части, образующий с разделительной конической частью выходную часть разделительной области и выходного отверстия.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 изображен гидроциклон в разрезе, на фиг. 2 – его вид сверху (без крышки).

Гидроциклон содержит вертикальный корпус 1, состоящий из цилиндра 2, к нижней части которого прикреплен конус 3. В верхней части корпусу сбоку к цилиндру 2 тангенциально прикреплен, например сваркой, входной патрубок 4. В верхней части цилиндр 2 соединен, например болтами, со сливным патрубком 5 для выгрузки готового продукта. Внутри входного патрубка 4 и корпуса 1 установлена разделительная часть, образующая с корпусом 1 разделительную область 6 для подачи барьерной текучей среды, например воды. Разделительная часть состоит из пластины 7, цилиндрической части 8 с отверстиями 9 и конической части 10, внутри которой расположены вертикальные ребра 11. Внизу конуса 3 и конической части 10 установлен выходной патрубок 12, образующий с разделительной конической частью 10 выходную часть 13 разделительной области 6 и выходного отверстия 14 для слива воды и суспензии с крупными частицами на домол.

Гидроциклон работает следующим образом. Во входной патрубок 4 подается суспензия, состоящая из жидкой среды, например пульпы измельченного продукта - пиритных огарков, которые необходимо классифицировать, т.е. выделить частицы размером 60 мкм и менее, а остальные отправить на домол. Параллельно во входной патрубок 4 за пластину 7 в разделительную область 6 подается барьерная текучая среда с меньшей плотностью, чем суспензия, например вода.

Большая часть частиц необходимого размера, попадая в разделительную цилиндрическую часть 8 остается в центральном потоке и отводятся наверх через сливной патрубок 5 в виде суспензии с частицами нужного размера (готовый продукт). А частицы большего, чем необходимо размера, прижимаются к стенкам цилиндрической разделительной части 8 и через отверстия 9 попадают в разделительную область 6, где орошаются потоком текучей барьерной среды и отправляются на домол через выходную конусную часть 13 разделительной области 6, при этом создается разряжение над выходным отверстием 14 патрубка 12.

Частицы с размером больше необходимого размера, но попавшие в разделительный конус из-за воздействия центробежной силы относятся к его стенкам, а при контакте с вертикальными ребрами 11 теряют скорость, скатываются по стенкам разделительной конической части 10 к выходному отверстию 14 выходного патрубка 12 и также отправляются на домол. Если частицы необходимого размера по той или иной причине попали из цилиндра 2 в конус 3 корпуса 1, то они теряя скорость, скапливаются в нижней его части, из-за разряжения образуют пробку из вращающихся по спирали частиц выше выходного отверстия 14 патрубка 12. Затем они набирают скорость и образуют направленный вверх водоворот из нижней части конуса 3 в выходную часть 13 разделительной области и уносятся через сливной патрубок 5.

Предложенное устройство гидроциклона обеспечивает точную границу разделения частиц за счет установки в корпусе разделительной части с ребрами, которая позволяет сократить количество попадания частиц необходимого размера на повторное измельчение. Это происходит за счет того, что частицы размером 60 мкм и менее, которые сразу по той или иной причине не попали на сливной патрубок, а попали в коническую часть, где скапливаются в нижней его части в виде пробки, а из-за разряжения образуют направленный вверх водоворот и выносятся через сливной патрубок. Это позволяет улавливать большее количество частиц необходимого размера, тем самым повысить качество готового продукта.

Изобретение относится к аппаратам для гидравлической сепарации, классификации, очистки и может быть использовано в цементной, обогатительной, металлургической, химической и других отраслях промышленности. Гидроциклон содержит вертикальный корпус 1, состоящий из цилиндра 2, к нижней части которого прикреплен конус 3 с выходным патрубком 12. Цилиндр 2 соединен со сливным патрубком 5 для выгрузки готового продукта. Сбоку к цилиндру тангенциально прикреплен входной патрубок 4. Внутри входного патрубка 4 и корпуса 1 установлена разделительная часть, состоящая из пластины 7, цилиндрической части 8 с отверстиями 9 и конической части 10 с вертикальными ребрами 11, образующая с корпусом разделительную область 6. Выходной патрубок 12 установлен внизу корпуса 1 и конической разделительной части 10 и образует с разделительной конической частью 10 выходную часть 13 разделительной области 6 и выходного отверстия 14. Технический результат - повышение качества готового продукта за счет установки точной границы разделения частиц на фракции. 2 ил.

Гидроциклон, содержащий вертикальный корпус, состоящий из цилиндра, к нижней части которого прикреплен конус с выходным патрубком, цилиндр соединен со сливным патрубком для выгрузки готового продукта, сбоку к цилиндру тангенциально прикреплен входной патрубок, отличающийся тем, что внутри входного патрубка и корпуса установлена разделительная часть, состоящая из пластины, цилиндрической части с отверстиями и конической части с вертикальными ребрами, образующая с корпусом разделительную область, а выходной патрубок установлен внизу корпуса и конической разделительной части, образует с разделительной конической частью выходную часть разделительной области и выходного отверстия.