Гидроциклон Советский патент 1985 года по МПК B04C5/16 

Изобретение касается классификации полезных ископаемых, а именно разделения материалов по крупности, в центробежном поле, и может найти применение на горнодобывающих, рудо подготовительных предприятиях и дру гих отраслях промышленности. Известен гидроциклон, состоящий из цилиндрического корпуса с углом конусности 20°, с тангенциальным питающим и сливным патрубками, 0есковой коническоцилиндрической насад кой, угол конусности которой увеличен на 10° по сравнению с углом конусности корпуса аппарата 1 . I Недостатком такого гидроциклона является сравнительно низкая эффективность классификации из-за несове шенной гидродинамики потока в цилиндроконической части песковой насадки. Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входньм патруЬком, сливным патрубком и песковой насадкой, выполненной в виде соединенных между собой цилиндрическим участком прямолинейных/ конфузора и диффузорам Недостаток известного устройства заключается в том, что в коничес .кой части его песковой насадки происходит малоэффективная перечист ка продуктов разделения. Это обусловлено сравнительно высокой разрыхленностью естественной постели и малой величиной угла конусности, что уменьшает емкость песковой насадки и время пребывания обрабатываемого материала в ней. В результате часть тонких частиц разгружается через песковое отверстие, а в слив выносятся крупные частицы. Таким образом, увеличивается засорени продуктов классификации. Кроме того, при истечении взвесенесущей сус пензии из отверстия прямолинейного диффузорного участка песковой насадки наблюдается сравнительно резкое расширение потока, т.е. возникают так назьгоаемые потери на удар, что также приводит к вредному вихреобразованию. Эти факторы не позволяют снизить интенсивность перемешивания продуктов разделения существенно уменьшают эффективность процесса классификации и срок эксплуатации быстроизнашивающейся песковой насадки. Цель изобретения - повышение эф-. фектнвности клaccификalp и и уменьшение гидроабразивного износа за счет -улучшения гидродинамики песковой насадки. . Указанная цель достигается тем, что конфузор и диффузор выполнены с криволинейной поверхностью, при зтом криволинейная поверхность диффузора выполнена по логистической кривой, а конфузора - по кривой Вртошинского. Наличие криволинейного конфузора и его форма, выполненная по кривой Витошинского, способствуют созданию сравнительно плотной упаковки частиц в естественной постели песковой насадки. В результате тонкие частищ 1, попавшие в верхние слои, и крупные частицы, попавшие в нижние слои постели, не могут преодолеть сопротивление соответственно нижележащих и вышележащих слоев, что снижает засорение продуктов классификации. Форма криволинейного конфузора обеспечивает плавное без завихрений и вторичных циркуляционных потоков движение суспензии в верхней части песковой насадки .без перемешивания продуктов разделения. Эти факторы позволяют существенно повысить эффективность процесса классификации. Для получения профиля Витошинского используют формулу г-1 f IA 1 J.JlLflil i (.., текущий радиус конфузора на расстоянии х от начала координат; радиусы входного и выходного сечений-, - длина конфузора. Диффузор, криволинейная поверхность которого выполнена по логистиеской кривой позволяет значительо уменьшить потери и вихреобразование при резком расширении потока на ыходе из отверстия песковой насади. Форма криволинейного диффузора беспечивает постепенное уменьшение корости потока, и, следовательно, осстановление давления при наименьих потерях. При этом поле скоросей в нем более однородно, а поток .3 устойчивее по сравнению с насадкой в виде прямолинейного диффузора. Та ким образом, установка криволинейного диффузора на выходе из пескового отверстия увеличивает эффективность процесса классификации и уменьшает гидроабразивный износ пес ковой насадки. Профиль в виде логистической кри вой рассчитьгаают по следующей форму где г - текущий радиус диффузора н расстоянии X от начала коо динат, , радиус входного сечения; постоянный коэффициент, ха рактеризующий изменение пр филя по длине диффузора. На фиг. 1 изображен предлагаемый гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус 1 с тангенциальным питающим патрубком 2, сливной патру бок 3 осветленной жидкости и песковую насадку 4 для вывода сгущенного продукта 4, состоящую из криволиней .ного конфузора 5, цилиндрического участка 6 и криволинейного диффузора 7. Гидроциклон работает следующим образом. Исходная пульпа, поступающая через питающий патрубок 2 в корпус гидроциклона 1 , образует вращакяцийся поток,.направленный по спйраль424ной линии сверху вниз. Под действием центробежной силы происходит перегруппировка частиц таким образом, что крупность их убывает от внутренней цилиндроконической стенки корпуса 1 к оси аппарата. Частично разделенньтй материал поступает в криволинейную конфузорную часть 5 песковой насадки 4. Здесь под действием центробежной и радиальной сил, а также сегрегации происходит окончательное разделение материала. В результате тонкие частицы выносятся через сливной патрубок 3, а крупHbte разгружаются через цилиндрический участок 6 и криволинейный диффу ор 7 песковой насадки 4. Движение суспензии в песковой насадке 4 с сов.ершенной гидродинамикой ведет к исчезновению крупномасштабных вихрей и к устойчивости структуры потока, что уменьшает засорение продуктов классификации и приводит к улучшению их качества, а также уменьшает гидроабразивный износ насадки. Проведенные лабораторные испы-тания показали, что содержание класса - 0,04 мм в сгущенном продукте гидроциклона с новой конструкцией песковой насадки меньше на 10-15%, а эффективность классификации выше на 1,5-2,0%, чем в гидроциклоие с известной конструкцией насадки. При этом максимальный срок службы песковой насадки предлагаемой конструкции увеличился в 1,4 раза.

ГИДРОЦИКЛОН, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и песковой насадкой, выполненной в виде соединенных между собой цилиндрическим участком конфузора и диффузора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности классификации и уменьшения гидроабразивного износа песковой насадки, конфузор и диффузор выполнены с криволинейной поверхностью, при этом криволинейная поверхность диффузора выполнена по логической кривой, а конфузора по Кривой Витошинского. сл