Гидроциклон Советский патент 1990 года по МПК B04C5/20 

Изобретение относится к устройствам ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ ОТ ПЫЛИ,

шлама и одновременно ее нагрева и может быть использовано в горной промышленности для разделения и нагрева рудных пульп, для очистки и нагрева воды при замкнутом водоснабжении на рудниках подземной выплавки серы.

Целью изобретения является обеспечение одновременной интенсификации очистки и нагрева жидкости.

На фиг. 1 представлен гидроцик- лон, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Гидроциклон содержит теплоизолиро- ванный корпус 1, включающий верхнюю цилиндрическую 2 и нижнюю коническую 3 части с соосно установленным теплообменником 4, имеющим входной патрубок 5, а также размещенными в его верхней цилиндрической части 2 тангенциальным входным и коаксиальным выходными патрубками 6 и 7 соответственно, а в нижней конической части 3 патрубки 8 для отвода шлама. В наруж- ной трубе 9 теплообменника 4 выполнены тангенциальные наклонные отверстия 10, при этом угол oi наклона осевой линии каждого из которых к плоскости Б, перпендикулярной вертикальной оси 0-0{ гидроциклона-нагревателя, определяется из соотношения

f« arctgD,

где ft - угол нижней конической части теплоизолированного корпуса гидроциклона;

H,D - высота и диаметр верхней цилиндрической части теплоизолированного корпуса гидроциклона соответственно. Тангенциальные наклонные отверстия 10, выполненные в наружной тру

бе 9 теплообменника 4 могут сообщать25

5

0

о с о

ся с внутренней полостью теплоизолированного корпуса 1 ниже уровня Г отверстия 11 тангенциального входного патрубка 6, а направление выхода теплоносителя из них и направление вращения потока жидкости могут совпадать.

Гидроциклон работает следующим образом.

Струя жидкости, подвергаемой очист- 5 ке поступает по тангенциальному входному патрубку 6 через отверстие 11 в цилиндрическую часть 2 теплоизолированного корпуса 1 и получает вращательное движение вокруг наружной трубы 9 теплообменника 4. После этого через входной патрубок 5 в теплообменник 4 поступает теплоноситель (пар), который выходит из тангенциальных наклонных отверстий 10 (отношение их длины к диаметру целесообразно выбирать ...4), выполненных в наружной трубе 9. Тангенциальные наклонные отверстия 10 сообщаются с внутренней полостью теплоизолированного корпуса 1 гидроциклона ниже уровня Г отверстия 11 тангенциального входного патрубка 6. Теплоноситель образует вращающееся кольцо, направление вращения которого совпадает с направлением вращательного движения жидкости. В результате непосредственного контакта жидкости и теплоносителя обеспечивается одновременное повышение эффективности центробежного поля и увеличение температуры потока. Нагретый поток, двигаясь далее по винтовой спирали вдоль внутренней стенки цилиндрической части 2 теплоизолированного корпуса 1, направляется в коническую часть 3, где изменяет направление движения и перемещается к центральной части гидроциклона-нагревателя. Выделяющийся в пристенной зоне осадок и наиболее насыщенная взвешен5

0

5

ными веществами часть жидкости периодически удаляется из устройства через патрубок 8 для сбора шлама. Очищенная и нагретая жидкость, двигаясь вверх по коаксиальному выходному патрубку 7, являющемуся внутренней стенкой теплообменника 4, еще дополнительно подогревается и поступает к потребителю.

Таким образом, выполнение тангенциальных наклонных отверстий в наружной трубе теплообменника позволяет наряду с одновременной интенсификацией очистки и нагрева жидкости сделать устройство компактнее.

Кроме того, нагрев жидкости непосредственно в процессе очистки в самом гидроциклоне за счет прямого контакта жидкости и теплоносителя позволяет упростить и удешевить строительство и эксплуатацию замкнутых циклов водоснабжения, повысить эффективность их работы.

Формула изобретения

1. Гидроциклон, содержащий теплоизолированный цилиндроконический кор

5

0

5

пус с тангенциальным входным и выходным патрубками, патрубком отвода шлама, теплообменником с входным патрубком, при этом теплообменник размещен коаксиально корпусу снаружи выходного патрубка, о тличающийся тем, что, с целью обеспечения одновременной интенсификации очистки и нагрева жидкости, в наружной поверхности теплообменника выполнены тангенциальные наклонные отверстия, при ; этом угол наклона осевой линии отверстий oL к полоскости, перпендикулярной вертикальной оси гидроциклона, определяется из соотношения

f« arctg-,

где jb - угол конической части корпуса; II - высота цилиндрической части

корпуса; D - диаметр цилиндрической части

корпуса.

2. Гидроциклон по п. отличающийся тем, что, тангенциальные наклонные отверстия выполнены ниже уровня тангенциального входного патрубка и направлены по ходу вращения жидкости.

Изобретение касается очистки жидкостей и одновременного их нагрева, в частности напорных гидроциклонов, и может использоваться в горной, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - обеспечение одновременной интенсификации очистки и нагрева жидкости. Гидроциклон содержит корпус (К) 1 с цилиндрической 2 и конической 3 частями, теплообменник (Т) 4, имеющий входной патрубок 5, тангенциальный входной 6 и выходной 7 патрубки, патрубок 8 отвода шлама. В наружной трубе 9 Т 4 выполнены наклонные отверстия 10, которые могут распределяться ниже отверстия 11 патрубка 6. Угол α наклона отверстий 10 к плоскости, перпендикулярной вертикальной оси К 1, определяется из соотношения β/2*98AARCTGH/(D/2), где β - угол конической части К 1

H и D - высота и диаметр цилиндрической части К 1. Жидкость, подвергаемая очистке, поступает по патрубку 6 в К 1, закручивается и подвергается разделению. Одновременно через патрубок 5 в Т 4, а затем в К 1 через отверстия 11 поступает теплоноситель. В результате контакта жидкости и теплоносителя обеспечивается повышение эффективности центробежного поля и увеличение температуры потока. 3 ил.

W

10

Фиг.1

Фиг,Ъ

Редактор М.Бандура

Составитель Д.Баранов

Техред М.Дидык Корректор О.Ципле

Заказ 228

Тираж 464

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное