Гидроциклон Советский патент 1985 года по МПК B04C5/08 

Изобретение отнаснтся-к технике разделения неоднородных жидких сред, в частности к устройствам для разделения суспензии и эмульсий в поле центробежных сил, и может быть использовано в химической, нефтехимической, горнообогатительной, пищевой и других отраслях промьшшениости. Известен гидроциклон., содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, сливной и necKOBbrfi патрубки, причем конусная часть корпуса вьтолнена с углом 2-4° О . Однако в известном устройстве невозможно обеспечить достаточно большое время пребывания частиц твердой фазы в аппарате, что не позволяет получить высокого качества очистки, технология изготовления конической части с малым углом конусности сложн а .следовательно, стоимость аппарата высокая. Известен также гидрои телон, содержа11:1ий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, крышкой и днищем, сливной патрубок, установленный в днище, разгрузочное устройство .X В данном гидроциклоне невозможно проведение процесса многопродуктовой классификации и недостаточно высокие показатели разделения вследствие малого времени пребывания потока в аппарате. .Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком и крьшкой, разгрузочное устройство, выполненное в виде концент-рично уста новленных на днище колец и жестко . соединенньк с ними вертикальных пер городок, образующих каналы для прохода продуктов классификации, на выходе из которых установлены регулирующие устройства sj . Гидроциклон имеет зоны с повышен ной турбулизадаей потока, в частнос ти области между крышкой корпуса и питающим патрубком. Наличие таких ЗОИ увеличивает гидравлическое сопротивление аппарата. Кроме того, н достатком этой конструкции является снижение показателей классификации за счет сноса частиц радиальной составляющей скорости потока жидкости вызванной перемещением исходного потока, стремящегося заполнить весь объем аппарата от периферии к центру.Недостаточно высоки и показа- тепи разделения в таком аппарате в связи с малым временем пребывания потока в нем. Цель изобретения - повышение эффективности разделения и классификации суспензий и эмульсий и снижение гидравлического сопротивления. Указанная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем циливдрический корпус с талгенциальным питающим патрубком и крьшкой, разгрузочное устройство, выполненное в виде концентрично установленных перегородок, образующих каналы для прохода продуктов классификации, на выходе из которых установлены регулирующие устройства,питающий патрубок выполнен равным по ширине радиусу корпуса и снабжен вертикальными направляющимн перегородками, повторяющими форму патрубка и корпуса и заканчивающимися в первой четверти окружности корпуса, при этом питающий патрубок оснащен спиралевидной крышкой, плавно переходящей в крышку корпуса.. Кроме того, отношение длины корпуса к его диаметру равно 3-15, На фиг. 1 изображен гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг, 2. Гидроциклон содержит цилиндрический корпус 1 с 2, днищем 3 И .тангеНциальньм входным патрубком 4, коаксиально расположенньп вытеснитель 5, разгрузочное устройство состоит из вертикальных перегородок 6, которые вместе с кольцами 7 образуют каналы 8, перекрываемые жалюзями 9 за счет поворота их вокруг осей Ю. Устройство ввода потока состоит из вертикальных направляющих перегородок 1t, установленных на крышке 2 и образующих каналы 12 во входном патрубке 4, закрытые сверху плоской спиральной пластиной 13, сопряженной с крышкой патрубка 4 и крьщ1кой аппарата 2, которая имеет под направляющим перегородками 11 отверстия 14, вьтолненные по всей ширине рабочей камеры от вытеснителя 5 до корпуса 1. Отношение длины корпуса 1 к его диаметру D равно 3-15. Гидроциклон работает следующим образом. Исходный поток, содержащий диспер сную фазу, под давлением поступает в корпус 1 аппарата из тангенциального входного патрубка 4 по каналам 12 через отверстие 14. Наличие вертикальных направляющих перегородок 11, плоской спиральной пластины 13 и отверстий 14 позволяет вводить поток по всей ширине рабочей камеры гидроциклона, обеспечивая при этом первоначальную закрутку его с плавным переходом всего потока во вращательное винтовое движение по направлению сверху вниз. Более крупные и тяжелые частицы в центробежном поле перемещаются в этом направлении к стенкам аппарата. Частицы других фракций в зависимости от крупности их двигаются к разгрузочному устройству по спирали по своим определенным величиной центробежной силы радиусам вращения в зоны, ограниченные кольцами 7. Далее по каналам 8, обра зованньм перегородками 6, отдельные фракции выводятся из аппарата. Поста новка жалюзей 9, имеющих возможность поворота вокруг осей 10, способствуе ,осзпцествлению регулировки расходов по каждой разгружаемой фракции и изменению содержания и крупности .частиц в этих потоках в нужных-пределах При этом благодаря наличию колец 7 снижается переток частиц из одной зоны в другую при регулировке процесса, что обеспечивает постоянство гранулометрического состава фракций в выходящих потоках. Следует заметить, что так как вывод потока производится по всей ширине рабочего пространства аппарата, то переток жидкой фазы в радиальном направлении полностью отсутствует. Это явление позволяет исключить в аппарате нежелательные зоны турбулентного перемешивания частиц. Вьшолнение гидроциклона с отношением длины к диаметру, равным 3-15, является оптимальным для цилиндрических корпусов. Эксперименты показали, что эффективность процесса разделения в цилиндрических гидроциклонах при увеличении отношения длины корпуса к его диаметру свьш1е 15 начинает падать. Это объясняется падением тангенциальной составляющей скорости потока, что обусловлено силами трения и увеличением ее пульсационной составляющей. При отношениях же длины к диаметру, меньше 3, эффективность сепарации невелика,так как поток еще не стабилизировался. Использование предлагаемой конструкции гидроциклона дает возможность существенно повысить эффективность сепарации твердой фазы суспензий при проведении процессов разделения и многофракционной классификации, а тагсже улучшить качество разделения несмешивающихся жидкостей за счет уменьшения дробления дисперсной фазы при выходе питающего патрубка. Кроме того, плавный ввод потока по всей ширине рабочего пространства аппарата и отсутствие радиального движения жидкости позволяет снизить гидравлическое сопротивление гидроциклона, следовательно, увеличить его пропускную способность без дополнительных затрат.

J2 12 t2 // III/

7

7

Д-А

1. ГВДР01ЩКЛОН, содержапщй цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком и крышкой, разгрузочное устройство, вьтолненное в виде концентрично установленных перегородок, образукшщх каналы для прохода продуктов классификации, на выходе из которых установлены регулирующие устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения и классификации суспензий и эмульсий и снижения гидравлического сопротивления, питающий патрубок выполнен равным по ширине радиусу корпуса и снабжен вертикальными направляншщми перегородками, повторяющими- форму патрубка и корпуса и заканчивающимися в первой четверти окружности корпуса, при этом питающий-патрубок оснащен спиралевидной крьшпсой, плавно переходящей в крьппку корпуса. сл 2. Гидроциклон non.t, отличающийся тем, что отношение длины корпуса к его диаметру равно 3-15. . :л

Видб