Гидроциклон Советский патент 1990 года по МПК B04C5/81 

(21) 59982/31-26

(22)19.07.88

) 30.05,90. Бюл. Г 20

(71)Горьковский инженерно-строительный институт им. В.П.Чкалова

(72)В.Ю.Житянный, В.В.Найденко, В.В.Петров и С.М.Дёмушкин

(53) 621.928.3(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N° 1002037, кл. В O t С 5/1, 1982.

Авторское свидетельство СССР N° 1357082, кл. В 04 С 5/081, 1985.

(50 ППРОЦИКЛОН

(57)Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и позволяет повь,)сить эффективность разделения суспензий. Изобретение включает корпус 1 с криволинейной (вогнуто-выпуклой) поверхностью, тангенциальный входной патрубок 2, крышку 3, сливной патрубок , песковый патрубок 5. Форма внутренней поверхности гидроциклона определена математическими зависимостями. Исходная сус- пезия подается через тангенциальный патрубок п корпус и закручивается. Под действием центробежной силы инерции осуществляется разделение суспензии. Тяжелая Фаза перемещается в направлении к песковому патрубку 5 легкая фаза образует восходящий поток и выводится из аппарата через сливной патрубок Ц. 3 ил.

Ј

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и позволяет повысить эффективность разделения суспензий. Изобретение включает корпус 1 с криволинейной (вогнуто-выпуклой) поверхностью, тагенциальный входной патрубок 2, крышку 3, сливной патрубок 4, песковый патрубок 5. Форма внутренней поверхности гидроциклона определена математическими зависимостями. Исходная суспензия подается через тангенциальный патрубок в корпус и закручивается. Под действием центробежной силы инерции осуществляется разделение суспензии. Тяжелая фаза перемещается в направлении к песковому патрубку 5, легкая фаза образует восходящий поток и выводится из аппарата через сливной патрубок 4. 3 ил.

(/)

сл

05

1

оо

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей , целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности .

Цель изобретения - повышение эффективности разделения суспензий.

На фиг. 1 изображен предлагаемый гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - форма внутренней поверхности гидроциклона в осях координат; на фиг. 3 зависимости, определяющие внутренние поверхности гидроциклона.

Гидроциклон содержит корпус 1 с криволинейной (вогнуто-выпуклой) внутренней поверхностью, тангенциальный входной патрубок 2, расположенный непосредственно под верхней крышкой 3 гидроциклона, сливной патрубок Ь, прикрепленный к крынке 3 по оси аппарата, нижний Песковым патрубок 5. Причем внутренняя поверхность вогнутой части 6 корпуса 1 выполнена по зависимости

у . Н

1 - (|)

5I4

при г пер х Ј R,

а внутренняя поверхность выпуклой части 7 корпуса 1 по зависимости

fH

- 1

Н + L

пер

ц) Л

.

- 1

при гш х г „ер ,

где гпер - радиус перехода вогнутой

поверхности корпуса 1 в выпуклую.

На плоскости по высоте она может находиться в пределах от 0 до 5П. Ксли Н 0, то Гпер равен начальному радиусу гидроциклона и внутренная поверхность корпуса 1 будет выпуклой, если Н 0, то величина г„ер определяется по зависимости для гпер. Координата по высоте г пер задается произвольно в пределах 0 - 5Г.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная суспензия под требуемым давлением через питающий патрубок 2 поступает в наиболее широкую часть гидроциклона, по размеру равную диа20

672824

метру цилиндрической части обычного гидроциклона, непосредственно под крышку 3 и приобретает вращательное движение. Закрученный поток движется

по винтовой линии вниз к песковому патрубку 5 по вогнутой поверхности корпуса 1. При этом частицы твердой фазы суспензии из-за увеличения цент1f. робежной силы быстрее достигают стенки аппарата и гораздо меньшая часть твердой фазы попадает в верхний восходящий поток жидкости, уходя в сливной патрубок k гидроциклона. В

., другой части аппарата на радиусе, равном г пер , происходит изменение кривизны внутренней поверхности аппарата, причем поток движется по выпуклой поверхности 7 аппарата. Радиус гидроциклона в этой части уменьшается гораздо быстрее, а, следовательно, величина центробежной силы значительно увеличивается, и более мелкие частицы суспензии сепарируют25 ся к стенкам аппарата, что значительно уменьшает вынос мелких частиц в восходящий внутренний поток, вследствие этого значительно увеличивается эффективность очистки суспезий. На некотором расстоянии вверх от среза пескового патрубка 5 динамика уменьшения радиуса гидроциклона снижается, приближаясь к вертикали.При такой форме поверхности распределение концентрации по радиусу гидроциклона весьма неравномерно - ближе к оси аппарата величина концентрации в несколько раз ниже, чем у стенки. Это приводит к значительному уМ еньше- нию выноса частиц в осветленный продукт через сливной патрубок Ц. В результате плавного перехода вогнутой части в выпуклую на границе этого перехода не происходит возмущения потока, т.е. не происходит увеличения турбулентных пульсаций. Это также приводит к увеличению эфЛектив- ности осветления суспензий.

30

35

40

45

Анализ кривых на фиг. 3 показывает, что наиболее плавный переход из вогнутой поверхности 6 в выпуклую 7 обеспечивается в том случае, если используются приведенные зависимости. В этом случае на радиусе перехода гпе„ не возникают дополнительные турбулентные пульсации, что, в свою очередь, приводит к увеличению эффективности осветления суспензий.

Гидроциклон, содержащий корпус с криволинейной внутренней поверхностью, тангенциальный патрубок входа, сливной и песковый патрубки, отлчающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения суспензий, внутренняя поверхность корпуса выполнена вогнуто-выпуклой, причем вогнутая часть поверхности выполнена по зависимости

Г(H-L)r

Я

а координату точки перехода по вы- Q соте гидроциклона определяют из соотношения

Нг ё 5D ,

у - горизонтальная и вертикальная координаты, R - начальный радиус гидроциклона ;

10

ujft

Г . 4 X

UI Г -- пер

при

при этом радиус перехода

по зависимости

+ 4НЬ(гШЛ. R)

Я

,415

шл

пер

Н L - D -радиус шламового отверстия аппарата,

-радиус, на котором вогнутая поверхность переходит в выпуклую;

длина вогнутой поверхности,

длина выпуклой поверхности; начальный диаметр гидроциклона .

Фиг. 3