Способ очистки волокнистой суспензии и гидроциклон для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК B04C5/00 

2.Гидроциклон для очистки волокнистой суспензии, содержащий цилиндроконический корпус, тангенциальный патрубок подвода исходной суспензии, сливной и песковый патрубки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, коническая часть корпуса выполнена с каналом, при этом внутренняя ее часть, примыкающая к каналам, выполнена из упругого материала.

3.Гидроциклон по п. 2, отличающийся тем, что канал выполнен спирально-винтовым и снабжен штуцером для подачи газа или жидкости.

4.Гидроциклон по п. 2, отличающийся тем, что каналы размещены на внешней поверхности по образующей конической части корпуса.

5.Гидроциклон по п. 2 отличающийся тем, что корпус снабжен кожухом, закрепленным на внешней поверхности конической части, и пружиной,размещенной между ним и конической частью корпуса.

1. Способ очистки волокнистой суспензии путем подачи ее в гидроцик юн и разделения в нем на легкую и тяжелую фракции, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки и уменьшения энергоемкости, в процессе разделения в пристенном слое суспензии создают пульсации давления в радиальном направлении к оси гидроциклона.

1

Изобретение относится к технике разделения неоднородных сред в центробежном поле гидроциклона и может использоваться в химической, целлюлозобумажной и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки волокнистой суспензии путем подачи ее в гидроциклон и разделения в нем на легкую и тяжелую фракцию 1.

Недостатками способа являются низкая эффективность разделения и больщая энергое.мкость процесса из-за осаждения волокнистных частиц на внутренней поверхности стенки гидроциклона.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус со спирально-винтовой нарезкой в конической части, тангенциальный патрубок подвода исходной суспензии, сливной и Песковой патрубки. Выполнение спирально-винтовой нарезки способствует полному удалению загрязнений из пристеночной зоны исключая их «зависание в равновесном сечении гидроциклона 2.

Однако реализация известного способа очистки в данном гидроциклоне не обеспечивает необходимой эффективности, особенно при обработке суспензии повышенной концентрации. Параметры винтовой нарезки должны быть в строгом соотношении с параметрами подаваемой на очистку суспензии. Отклонение входных параметров суспензии от заданных приводит к снижению эффективности очистки. Кроме того, трение Б пристеночном слое, имеющем более высокую относительно остального объема суспензии концентрацию, при движении по уступам приводит к увеличению энергоемкости процесса.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки и уменьшение энергоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки волокнистой суспензии путем подачи ее в гидроциклон и разделения в нем на легкую и тяжелую фракции в процессе разделения в пристенном слое суспензии создают пульсации давления в радиальном направлении к оси 5 гидроциклона.

В реализующем способ очистки гидроциклоне, содержащем цилиндроконический корпус, тангенциальный патрубок подвода исходной суспензии,сливной и песковой 0 патрубки , коническая часть корпуса выполнена с каналом, при этом внутренняя ее часть, примыкающая к каналам, выполнена из упругого материала.

Канал выполнен спирально-винтовым и снабжен щтуцером для подачи газа или жидкости.

Каналы размещены на внешней поверхности по образующей конической части корпуса.

Корпус снабжен кожухом, закрепленным 0 на внешней поверхности конической части, и пружиной, размещенной между ним и конической частью корпуса.

На фиг. 1 изображен гидроциклон со спиралью, общий вид; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 гидроциклон с каналами по образующей корпуса, общий вид; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3.

Гидроциклон содержит полый корпус, имеющий цилиндрическую 1 и коническую 2 части, тангенциальный патрубок 3 для подвода исходной суспензии сливной патрубок 4 для отвода легкой фракции, размещенный по оси устройства, и песковой патрубок 5 для отвода тяжелой фракции. В конической части 2 корпуса выполнены каналы 6 либо спирально-винтовой формы (фиг. 1), либо 5 ориентированные по образующей коничесской части корпуса (фиг. 3). Коническая часть 2 корпуса целиком или частично, по крайней мере внутренняя часть, выполнена из упругого материала напри.мер полиуретана. Каналы 6 выполнены либо в теле корпуса (фиг. 1), либо на его внешней поверхности (фиг. 2). В последнем случае гидроциклон снабжен закрепленным на внешней поверхности конической части корпуса кожухом 7. На корпусе 2 либо на кожухе 7 установлен штуцер 8, соединяюш,ий каналы б с напорной гидро- или пневмосистемой.

По варианту конструкции (фиг. 4) между внешней поверхностью конической части 2 корпуса и кожухом 7 размещена контактирующая с ними спирально-винтовая пружина 9 зазор между витками которой образует спирально-винтовой канал 6.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходную суспензию под напором через патрубок 3 подают в цилиндрическую часть 1 корпуса гидроциклона. Продвигаясь по сужающейся к низу конической части 2 корпуса, суспензия под действием центробежных сил разделяется на фракции: легкая фракция в осевой зоне с восходящим потоком выводится из корпуса черев сливной патрубок 4, тяжелая фракция, продвигаясь в пристеночном слое, удаляется через песковой патрубок 5.

При течении суспензии в гидроциклоне в потоке создаются интенсивные пульсации давления и скорости, однако вследствие турбулентности, трехмерности потока и образования восходящего и нисходящего потоков пульсации хаотичны по направлению, частоте и интенсивности. В пристеночном пограничном слое пульсации уменьшаются и на стенке равны нулю, что способствует отложению частиц на стенке конической части корпуса гидроциклона. Подавая через. щтуцер 8 в каналы 6 корпуса жидкость или газ под пульсирующим напором обеспечивают колебание упругой поверхности корпуса. Возникающие радиальные колебания поверхности корпуса передаются суспензии,

I

способствуя разрушению пространственной структуры волокнистых частиц суспензии накапливающихся в пристенном пограничном слое, перемешиванию их и продвижению к песковому патрубку 5. Разрушение структуры под действием вибрации способствует вымыванию частиц загрязнений и уносу их в сливной патрубок.

Уменьшение при этом гидравлического сопротивления перемещению частиц загрязнений способствует снижению энергоемкости процесса, при этом частота пульсации может варьироваться в зависимости от параметров подаваемой на очистку суспензии.

5 Различная конфигурация каналов 6 в корпусе гидроциклона позволяет варьировать ориентацию и распределение пульсации давления в очищаемой суспензии в зависимости от ее входных параметров. Выполнение каналов 6 на внешней поверхности корпуса позволяет упростить изготовление гидроциклона. В том случае, когда каналы образованы витками помещаемой между конической частью корпуса 2 и кожухом 7 спирально-винтовой пружины 9 (фиг. 2) достигается

5 дальнейшее упрощение конструкции, так как отпадает необходимость в выполнении каналов непосредственно в корпусе, а также обеспечивается возможность изменения параметров каналов путем растягивания или сжатия пружины увеличивая или уменьшая

0 тем самым зазоры между ее витками.

Таким образом, предлагаемые способ и гидроциклон позволяют повысить эффективность очистки за счет более свободного продвижения посторонних включений по внутренней стенке корпуса и возможности оптимизации параметров пульсации, а также уменьшить затраты энергии за счет уменьшения сопротивления перемещению посторонних включений в пристенном слое и очистки волокнистой суспензии при более

0 высоких концентрациях.

/4Фиг.Ъ

Фиг.