Гидроциклон Советский патент 1985 года по МПК B04C5/107 

0

;о

а

4

11 Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробежных сип и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Известен гидрониклон, содержащий корпус с входным, сливным и Песковым патруб ками, снабженный электромагнитным вибратором, установленным на сливном патрубке. Благодаря воздействию колебаний, вызываемых в разделяемой суспензии вибратором, известное устройство обладает повышенной по сравнению с обычными гидроциклонами зффективностью разделительного процесса, обусловленной понижением эффективной вязкости суспензии, что облегчает выделение частиц в гидроциклоне 1. Однако колебания вибратора не оказывают сколько-нибудь существенного влияния на условия формирования воздущного столба, образующегося в осевой зоне гидроциклона. В результате, как ив обычном (т.е. без наложения колебаний) гидроциклоне, в процессе его работы в осевой зоне возникает разрежение, что вызывает подсос воздуха через песковый патрубок в эту зону. Вследствие этого происходит унос части частиц из вершины конической части гидроцик.1лона в восходящий поток жидкости., выводимый из аппарата через сливной патрубок, т. е. происходит снижение степени осветления жидкости в гидроциклоне.- Это снижение особенно заметно, при достижении высоких концентраций сгущенной суспензии, выгружаемой через песковый патрубок, так как процесс поДсоса воздуха через песковый патрубок ста новится в этих условиях нестабильным, это дестабилизирует разделительный процесс в гид роциклоне и отрицательно сказывается на его эффективности. Известен гидроциклон,, в котором песковы патрубок выполнен с одним или несколькими боковыми отверстиями 2. Такое выполнение пескового патрубка позволяет несколько стабилизировать подсос воздуха в воздущный столб, что позволяет в определенной мере стабилизировать разделительный процесс в гид роциклоне, однако не устраняет. уноса тверды частиц и вершины конуса гидроциклона в поток осветленной жидкости. Известен гидроциклон, содержащий корпус входным, Песковым патрубками и сливным патрубком, внутри которого установлена труб ка,, предназначенная для подачи газа в воздущ ньш столб. Такое выполнение гидроциклона позволяет осуществлять подачу газа в воздуш ный столб, минуя песковый патрубок. Это ис ключает подсос воздуха через него, за счет чего резко снижается унос твёрдых частиц из веришны конуса гидроциклона, что улучшает показатели осветления жидкости 3. Однако в этом гидроцилиндре снижается степень сгущения суспензии, выгружаемой через песковый патрубок, так как она уже не встречает здесь сопротивления со стороны движущегося навстречу газа (поток которого отсутствует) и поэтому не подвергается дополнительному уплотнению. С другой стороны, возможности, которые дает наличие в гидроциклоне осевой газовой трубки для улучшения показателей его работы, используются в . известном устройстве не полностью, что приводит к недостаточной эффективности работы устройства. Целью изобретения является повышение эффективности в работе гидроциклона за счет автопульсируюшей подачи газа через осевую трубку.. Поставленная цель достигается, тем, что гидроциклон, содержащий корпус с входным, Песковым патрубкалто, сливным патрубком, сообщающимся со сливной камерой, и размещенную в нем осевую трубку, снабжен дополнительной камерой со штуцером подачи газа, сообщающейся со сливной камерой, при этом один из концов осевой трубки располо-, жен в дополнительной камере. На чертеже представлен гидроциклон, общий вид.. ГидрО1№клон состоит из цилиндрического корпуса I с входным 2, сливным 3 и Песковым 4 патрубками. Сливной патрубок 3 выходит в сливную камеру 5 с разгрузочным штуцером 6. Над сливной камерой 5 расположены дополнительная камера 7, соединенная со сливной камерой одним или несколькими отверстиями 8 в перегородке, отделяющей камеры 5 и 7. Дополнительная камера 7 с помощью штуцера 9 подачи газа и вентиля 10 соединена с источником сжато- го газа (воздуха или другого газа в зависимости от требований технологии). Соосно сливному патрубку 3 в гидроциклоне установлена осевая трубка М, один конец которой расположен в корпусе I гидроциклона, а другой - в дополнительной камере 7. Гидроциклон работает следующим образом. Исходная разделяемая суспензия под давлением через входной патрубок 2 поступает в корпус 1 гидроциклона, где приобретает Вращательное движение. Под действием центрюбежных сил происходит разделение суспензии, при этом твердые частицы в виде сгущенной суспензии выводятся из гидроциклона через песковьш патрубок 4, а осветленная зкидкость выводится через сливной патрубок 3, сливную камеру 5 и разгрузоч}П11Й штуцер 3 6. При работе aimapaia в дополнительную ка меру 7 через штуцер 9 и вентиль 10 подается сжатый газ под давлением брльшим, чем давление жидкости в сливной камере. Из камеры 7 газ через осевую трубку 11 поступает в воздушный столб, образующийся в корпусе 1 гидроциклона. Однако процесс поступле ния газа в воздушный столб является не непрерывным, а пульсирующим, причем это . осуществляется автоматически,без каких-либо дополнительньгх устройств. Это происходит следующим образом. В начальный момент времени перед пуском аппарата вентиль 10 закрыт, подача сжатого газа в. аппарат не производится. После подачи в аппарат разделяемой суспензии в его осевой зоне возника ет разрежение, распространяющееся через труб ку 11 и на камеру 7. Поскольку давление жидкости в сливной камере 5 оказывается больше, чем давление в камере 7, то жидкасть из камеры 5 через отверстия 8 начнет поступать в камеру 7. Ее уровень в камере 7 будет повь шаться. В тот момент, когда он перекроет верхний торец трубки 11, поступление газа в воздушный столб прекращается. Уровень жидкости в камере 7 по инер ции еще niOBbicnTCH (в начальный, пусковой мойент времени вся камера может заполнить ся я сИдкостью). При открытии вентиля 10 в камеру 7 через щтуцер 9 начинает поступать газ, давление которого больше, чем дав ление в сливной, а следовательно, и дополнительной камерах. В силу этого газ начнет вь1теснять жидкость из камеры 7 через отверстая 8 и осевую трубку 11. Ее уровень в камере 7 будет понижаться до тех пор, пока не достигнет верхнего торца трубки II. При этом верхняя часть камеры 7, заполненная газом, соединяется через трубку 11с осевой зоной корпуса гидроциклона, вследствие чего газ будет поступать из камеры 7 в воздушный столб гидроциклона. Сопротивление вентиля 10 подбирается таким образом,. чтобы скорость подачи сжатого газа в камеру 7 бьша меньше скорости его отсоса в возду1иный: столб гидроциклона. В результате в камере 7 через некоторый промежуток времени вновь создает;ся разрежение. Уровень жидкости в ней внов начинает повышаться и перекрывает верхний 1торец трубки 11, поступление газа в воздушный столб на некоторый промежуток времени прекращается. Однако в камеру 7 продолжает поступать сжатый газ через штуцер 9 и вентиль 10. В результате давление в верхней части камеры вновь возрастает и газ начинает опять вытеснять жидкость из камеры, ее уровень начинает понижаться. 74 Когда он достигнет торца трубки 11, камера 7 вновь соединяется с воздушным столбом и газ вновь поступает в него. В дальнейшем описанные цикл{ 1 повторяются. Таким, образом, в процессе работы гидроциклона уровень жидкости в камере 7 колеблется относительно торца трубки 11, периодически открывая и закрывая его дпя поступления газа. В результате подача газа в воздушный столб, носит в предлагаемом устройстве автопульсируюший характер. Параметры этих пульсаций могут регулироваться путем изменения газа, подаваемого в камеру 7, ее объема, сопротивления вентиля 10. Автопульсирующая подача газа в воздушный столб гидроциклона вызывает в нем автопульсации давле1шя, что в свою очередь, возбуждает автоколебания в разделяемой суспензии. Благодаря воздействию этих колебаний происходит снижение эффективности вязкости суспензии, чтр облегчает процесс выделения частиц из суспензии и ведет к по выщению степени осветления жидкости в гидроциклоне. Благодаря тому, что пода,ча газа в осевую зону гидроциклона осуществляется поми)йо его пескового патрубка, исключается подсос воздуха через песковый патрубок и, как следствие, Ынос частиц из верцданы конуса в восходящий поток жидкости, что также ведет к повышению степени осветления жидкости в гидроциклоне. С другой стороны, пульсавди давления в воздушном столбе вызывают пульсации противодавления в сгущенной суспензии, находя.щейся в песковом патрубке что ведет к ее импульсному притормаживанию при движении по песковому патрубку и, как следствие, к дополнительному ее уплотнению, т. е. к повышению степени сгущения суспензии в гидроциклоне. Таким образом,-предлагаемое конструктивное- исполнение гидроциклона объединяет достоинства всех Известных устройств, одновременно устраняя их недостатки,. что позволяет достичь в гидроциклоне как высоких степеней осветления жидкости, так и. высоких степеней сгущения твердой фазы, т. е. позволяет достичь максимально высокой эффективности разделительного процесса. Ожидаемый экономический эффект от ис- . пользования одного предлагаемого гидроциклона на стадии промывки производства суспензионного полиметилметакрилата производительностью по полимеру 2 т/ч, достигаемый за счет повышения степени сгущения суспензии и соответствующего снижения расхода «а ее промывку, составляет около 7 тыс.руб.. а год.

9

У(зо8ень

fKl/ff/fOC/TJU

f

ГИДРОЦИКЛОН, содержащий корпус с входным, Песковым патрубками, слив-, ным патрубком, сообщающимся со сли1ной камерой, и размещенную в нем осевую трубку, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с иелью повыщеНня эффективности в работе за счет автопульсирующей подачи газа через осевую , он снабжен дополнительной камерой со ипуиером подачи 1газа, сообщающейся &) сливной камерой, при этом . : один из концов осевсй трубкн расположен в дополнительной камере. (Л с: