Гидроциклон Советский патент 1988 года по МПК B04C5/16 

со 00

со

00

СП

со

Изобретение относится к устройствам для разделения многофазных систем, например суспензий под действием центробежных сил, может быть использовано в горной, химической, нефтедобывающей и других отраслях промышленности и предназначено для разделения суспензий, имеющих большое содержание твердой фазьЕ.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения путем регулирования сечения пескового насадка, предотвращение его забивки, снижение потерь кинетической энергии потока, отграничение сгущенной суспензии от очищенной.

На чертеже представлен гидроциклон, общий вид.

Гидроциклон включает входной тангенциальный патрубок 1, ось которого наклонена к оси корпуса цилиндрической части 2 под углом . К нижнему концу конической части 3 корпуса крепится узел пескового патрубка, включающий прижимное устройство 4, песковый насадок 5, подпружиненный стержень 6 и конический вибратор 7. Для повышения эксплуатационных свойств последний может изготавливаться из элас- тополимера. В верхней части корпуса установлен сливной патрубок 8.

Вибратор 7 установлен на стержне 6 с возможностью вращения относительно последнего. Конусность вибратора меньше конусности полости пескового насадка 5, а высота меньще высоты насадка 5. На поверхности вибратора могут быть выполнены ребра 9, наклоненные к образующей его конической поверхности. Выступы увеличивают площадь взаимодействия вибратора 7 со сгущенной фракцией и в определенной степени способствуют вращению вибратора при взаимодействии с восходящим воздушным потоком.

Угол выбирается таким образцом, чтобы не только исключить пересечение отраженной струей входящую через патрубок 1, но и обеспечить плотную спиральную укладку струй в корпусе гидроциклона. Учитывая рассеяние струи и геометрию внутренней поверхности верхней части гидроци| лона диапазон угла наклона входного патрубка

5

составляет arctg- -, ± (3. Для цилиндричес LJ

с кого корпуса (. Величина - определяет

угол наклона спирали с щагом, равным высоте входного отверстия, т. е. соответствует условиям укладки нерассеивающихся струй. Эксперименты показали, что наибольший эффект для испытуемого гидроциклона наблюс

дался при ,8...1,3 (arc/g- -±P). Учитывая возможность применения гидроциклонов других геометрических размеров принят более широкий диапазон изменения угла наклона входного патрубка (0,5...4,0).

Гидроциклон работает следующим образом.

Входящая через тангенциальный патрубок 1 струя суспензии получает заданное

направление, характеризующееся определенным углом наклона струи к поперечному сечению цилиндрической части 2 корпуса. При этом входящая и отраженная струи не пересекаются, упорядочивается вихревой поток в корпусе гидроциклона. В целом ра- циональная установка входного патрубка повышает эффективность гидроциклона и снижает его износ.

По мере уменьшения диаметра корпуса, т. е. по направлению вниз, концентрация

5 сгущенной суспензии возрастает. Увеличение конусности пескового насадка 5 по сравнению с конусностью вышерасположенной конической части 3 корпуса способствует сокращению высоты зоны концентрации вибратора 7, установленного по оси гидроцик0 лона, отграничивает зону концентрации сгущенной суспензии от восходящего потока в очищенной жидкости в центре полости устройства. Для выполнения этой функции высота вибратора 7 не должна быть меньще

5 зоны концентрации сгущенной суспензии, а диаметр его верхней части соответствовать диаметру восходящего потока. Так как нижняя часть вибратора выполняет функцию регулятора выходного сечения пескового насадка 5, имеющего относи0 тельно небольщой диаметр, то наиболее рациональна коническая форма вибратора. В коническом кольцевом пространстве пескового патрубка, образованного полостью насадка 5 и вибратором 7, происходит сгущение суспензии до заданной концентрации.

5 Форма и размеры этого кольцевого пространства должны отвечать условиям предотвращения забивания попадающим в гидроциклон крупным щламом, минимального сопротивления движению вихревого потока суспензии. Вибратор 7 при регулировании выходного сечения насадка 5 и кольцевого пространства пескового патрубка перемещают в осевом направлении. Для совмещения всех функций вибратор 7 имеет конусность, меньшую конусности пескового на5 садка 5 и установлен с возможностью вращения относительно корпуса устройства. Вибрация детали возникает при взаимодействии с вихревым потоком суспензии в нижней части корпуса гидроциклона. Колебания вибратора 7 передаются на примы0 кающую к нему сгущенную суспензию, уменьшают силы сцепления между ее частицами и облегчают прохождение сгущенной суспензии через песковый насадок 5.

Предлагаемая конструкция нижней части гидроциклона наиболее применима к одно5 корпусным устройствам относительно боль- щого диаметра - не менее 0,25...0,40 м. В таких гидроциклонах путем увеличения конусности пескового патрубка можно существен0

но ограничить зону концентрации сгущенной фракции и получить описанный эффект.

Формула изобретения

1. Гидроциклон, включающий цилиндро- конический корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и коническим Песковым насадком, подпружиненный

2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем.

стержень, установленный в песковом насадке с возможностью колебательного движе-Ю что ось входного патрубка наклонена к оси ния, отличающийся тем, что, с целью повы-корпуса гидроциклона, а вибратор выполнен шения эффективности разделения путем ре-с ребрами на наружной поверхности, уста- гулирования сечения пескового насадка,новленными наклонно к ней.

предотвращения его забивки, снижения потерь кинетической энергии потока, он снабжен коническим вибратором, установленным на верхнем конце подпружиненного стержня с возможностью вращения, при этом длина конического вибратора не меньще высоты пескового патрубка, а конусность меньше конусности пескового насадка.

2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем.

что ось входного патрубка наклонена к оси корпуса гидроциклона, а вибратор выполнен с ребрами на наружной поверхности, уста- новленными наклонно к ней.

Изобретение относится к устройствам для разделения суснензий под действием центробежных сил и позволяет новысить эффективность разделения путем регулирования сечения пескового насадка и предотвращения его забивки и снизить потери кинетической энергии потока. Гидроциклон содержит тангенциальный входной патрубок (ТП) 1, корпус, состоящий из цилиндрической 2 и конической 3 частей, прижимное устройство 4, песковый насадок (ПН) 5, подпружиненный стержень 6 и конический вибратор (В) 7, установленный на стержень 6 с возможностью вращения. Конусность В 7 меньше конусности ПН 5, а высота - не меньше высоты ПН 5. В верхней части 2 корпуса установлен сливной патрубок 8. Ось ТП 1 наклонена к оси корпуса, а В 7 выполнен с ребрами на наружной поверхности, установленными наклонно к ней. Входящая через ТП 1 суспензия получает заданное направление за счет определенного наклона ТП 1. Твердая фаза по спиральной траектории направляется вдоль стенок корпуса и выгружается через ПН 5. Осветленная жидкость выгружается через сливной патрубок 8. Колебания В 7 передаются на примыкающую к нему сгущенную суспензию, при этом уменьщаются силы сцепления между частицами и облегчается прохождение сгущенной суспензии через ПН 5. С целью регулирования проходного сечения ПН 5 вибратор 7 может перемещаться в осевом направлении. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л