Батарейный гидроциклон Советский патент 1985 года по МПК B04C5/24 

Изобретение относится к устройствам для разделения жидк.1х неодно-родных систем под действием центробежных сил и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Известен батарейный гидроциклон, содержащий камеру ввода исходного продукта, соединенные с ней входными патрубками гидроциклоны и приемные камеры для продуктов разделеНИН l . Недостатком известного устройств является малая эффективность, связанная с забивкой входных и Песковы патрубков гидроциклонов крупными вк чениями, содержащимися в исходном продукте. Известен также батарейный гидродиклон, содержащий гидроциклон пред варительной очистки и группу параллельно включенных гидроциклонов тон кой чистки, питающие патрубки котор соединены со сливным патрубком гидр циклона предварительной очистки. Наличие гидроциклона предварительно очистки позволяет осуществить извле чение из исходного продукта крупных включений, что исключает забивку гидроциклонов тонкой очистки 2j . Однако известное устройство обла дает высоким гидравлическим сопротивлением. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является батарейный гидроциклон, содержащий приемную камеру с осевым входным патрубком исходной суспензии, гидроциклоны, соединенные входными патрубками с приемной камерой, сливными патрубка ми - с коллектором очищенной жидкое ти З. . В конструкции известного устройства использован инерционный принци очистки от крупных включений, основанный на резком расширении и измен нии направления потока газа на прот воположное. Этот принцип достаточно эффективный при очистке газов, когд плотность включений значительно (в тысячу раз и более) отличается от плотности газа, не эффективен при «разделении суспензий,когда плотности фаз мало отличаются друг от друга. В силу этого эффективность очистки суспензий от крупных включений в из 612 вестном устройстве мала. Более того, резкое изменение скорости и направления потока суспензии приводит, вследствие возникновения завихрений, к ее интенсивному перемешиванию. Это также влечет за собой снижение эффективности очистки суспензии от крупных включений и, как следствие, снижение эффективности работы батарейного гидроциклона в целом. Кроме того, двукратное резкое расширение и изменение Направления движения разделяемой среды в известном устройстве связано с существенными потерями энергии потока, что снижает полезные затраты энергии на очистку суспензии и также ведет к снижению эффективности работы аппарата. Цель изобретения - повышение эффективности разделения при снижении гидравлического сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что батарейный гидроциклон, содержащий приемную камеру с осевым входным патрубком исходной суспензии, гидроциклоны, соединенные входными патрубками с приемной камерой, а сливными патрубками - с коллектором очищенной жидкости, снабжен коническим обтекателем, установленным соосно внутри приемной камеры между осевым входным патрубком и входными патрубками гидроциклонов, приемная камера выполнена в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к осевому входному патрубку, при этом конический обтекатель имеет угол конусности, больший угла конусности приемной камеры. Конический обтекатель установлен в направляющих с возможностью осевого перемещения. Батарейный гидроциклон снабжен вставкой, выполненной в виде двух соединенных меньшими основаниями усеченных конусов и установленной между осевым входным патрубком и коническим обтекателем соосно внутри приемной камеры. На фиг.1 представлен батарейный гидроциклон, общий вид; на фиг.2 узел t на фиг.1; на фиг.З - приемная камера с коническим обтекателем, , общий вид. Батарейньй гидроциклон состоит из приемной камеры 1 с осевым входным патрубком 2. Нижняя часть приемной камеры 1 соединена с бункером крупных включений 3 с разгрузочным патрубком 4, а верхняя часть приемной камеры 1 соединена с входными патрубками 5 гидроциклонов 6. Сливные патрубки 7 гидроциклонов 6 соед нены с коллектором 8 очищенной жидкости. Приемная камера 1 на участке между патрубками 2 и 5 выполнена конически расширяющейся. Внутри камеры 1 соосно ей установлен коничес кий обтекатель 9, установленный вершиной к осевому входному патрубк 2 и выполненный с углом конусности, большим угла конусности приемной камеры 1. В нижней части приемной камеры 1 между осевым входным патру ком 2 и коническим обтекателем 9 установлена вставка 10, выполненная в виде двух усеченных конусов, соединенных между собой меньшими основаниями. Конический обтекатель 9 оснащен полуосями 11 и 12, установленными в неподвижных направляющих 13 и 14 с возможностью осевого пере мещения, например, с помощью винтового механизма. Батарейный гидроциклон работает следующим образом. Исходная разделяемая суспензия под давлением через осевой входной патрубок 2 поступает в приемную ка|Меру 1 и движется вверх по каналу, образованному внутренней поверхностью приемной камеры 1 и наружной поверхностью конического обтекателя 9. При этом происходит осаждение из суспензии крупных включений, которые оседают на внутренннио поверхность камеры и под действием силы тяжести сползают по ней в канал, образованны внутренней поверхностью камеры 1 и вставкой 10, откуда уже, не взаимодействуя со встречным потоком суспен зии, поступают в бункер 3 крупных включений, оседают на дно и периодически через патрубок 4 вьшодятся из аппарата. Вытесняемая крупными включениями суспензия, содержащая мелкие частицы, попавшие в бункер 3 вместе с крупными включениями и отделившиес от них в условиях свободного осаждения в бункере, выводится из бункера не взаимодействуя при этом со слоем сползающих крупных включений, и в дальнейшем движется с основным пото61ком суспензии (для исключения обратного йыноса крупных включений из бункера в приемную камеру зазор между осевым патрубком и нижним основанием вставки выбирают таким образом, чтобы скорость движения суспензии в нем была меньше скорости витания крупных включений). Суспензия, прошедшая в камеру 1, поступает через входные патрубки 5 в гидроциклоны 6, где под действием центробежных сил очищается от мелких частиц. Очищенная жидкость выводится из гидроциклонов 6 через сливные патрубки 7 в коллектор 8, частицы твердой фазы выводятся из гидроцикло|нов либо в отдельный коллектор, либо соединяются с продуктом , выгружаемым из бункера крупных включений в зависимости от требований технологии. Использование в предлагаемом батарейном гидроциклоне конической приемной камеры с осевым входным патрубком и размещение внутри нее конического обтекателя обеспечивает высокую эффективность извлечения из суспензии крупных включений при низких энергетических затратах (малых гидравлических сопротивлениях). Снабжение приемной камеры вставкой, выполненной в виде двух соединенных меньшими основаниями усеченных конусов, позволяет еще более повысить эффективность разделительного процесса, благодаря уменьшению взаимодействия восходящих потоков суспензии и нисходящих потоков крупных включений, т.е. за счет уменьшения обратного перемешивания в аппарате. Установка в приемной камере конического обтекателя с возможностью осевого перемещения позволяет за счет регулировки зазора между обтекателем и камерой осуществлять изменение крупности выделяемых в приемной камере частиц, добиваясь тем самым максимальной эффективности процесса извлечения. Это позволяет легко перестраивать устройство на новые условия работы, что расширяет его эксплуатационные возможности при серийном производстве.

Ul.J

1. БАТАРЕЙНЫЙ ГВДРОЦИКПОН, содержащий приемную камеру с осевым входным патрубком исходной суспензии, гидроциклоны, соединенные входными патрубками с приемной камерой, а сливными патрубками - с коллектором очищенной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения при 1152661 4