Гидроциклонная установка Советский патент 1991 года по МПК B04C5/28 

Изобретение относится к устройствам для разделения мелкодисперсных суспензий и может найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности, где требуется разделение или промывка суспензий.

Известно устройство для разделения тонких суспензий - мультигидроциклон, который содержит корпус, состоящий из двух обечаек, сепарирующие элементы, соединяющие обе обечайки , напорную камеру, расположенную между двумя обечайками, коллекторы ввода исходной суспензии и вывода разделенных фракций. Исходная суспензия под напором поступает в пространство между двумя обечайками, распределяется между сепарирующими элементами, в которых происходит разделение суспензии на осветленный и сгущенный потоки. Разделенные фракции выходят из аппарата через соответствующие коллекторы. Недостаток аналога - необходимое сгущение обеспечивается соотношением геометрических параметров сепарирующих элементов, при этом диаметры Песковых насадков значительно меньше диаметров их входных насадков. Это приводит к забивке Лесковых насадков, выходу из строя сепарирующих элементов, снижению эффективности разделения.

Известна гидроциклонная установка, содержащая единичные сепарирующие элементы, питающий и сливной коллекторы, пе- сковую камеру с патрубком отвода сгущенного продукта. Особенностью гидроциклонной установки является выполнение диаметров Песковых патрубков сепарирующих элементов равными диаметрам их входных патрубков, а сечение патрубка отвода сгущенного продукта из песковой камеры выполнено в диапазоне 0,25-0,5 от суммы площадей сечений Песковых патрубков сепарирующих элементов. Это предотвращает возможность забивки Песковых отверстий сепарирующих элементов (диь- метры входа и выхода равны, поэтому частицы, попавшие через входной патрубок, не забьют песковое отверстие).

Недостатки прототипа: отсутствие механизма обеспечения оптимального режима работы, так как неизменные геометрические параметры гидроциклонной установки обеспечивают только один режим разделения, который часто из-за переменных исходных параметров (концентрации, расхода и г.п.) не является оптимальным. По этим же причинам невозможно обеспечить автоматическое поддержание режима разделения.

Цель изобретения - обеспечение оптимального режима работы и увеличение эффективности разделения суспензии.

Поставленная цель достигается тем, что

в гидроциклонной установке, содержащей единичные сепарирующие элементы с Песковыми, сливными насадками и входными патрубками, герметичную песковую камеру, снабженную горловиной с отводом для выхода сгущенного продукта, причем диаметры Песковых насадков сепарирующих элементов равны диаметрам входных патрубков, горловина герметичной песковой камеры выполнена в виде цилиндра, снабженного поршнем, установленным с возможностью плавного, осевого без вращения перемещения, отвод установлен под углом к горловине, а в месте их соединения в стенке цилиндра выполнена прорезь, фиксированная по ходу поршня, при этом максимальное сечение прбрези соответствует сумме площадей Песковых насадков сепарирующих элементов.

При перемещении поршня по оси цилиндра плавно изменяют проходное сечение прорези, через которую идет выгрузка сгущенного продукта. Это приводит к изменению гидравлического сопротивления для выхода сгущенного продукта.

Таким образом, возможность плавного бесступенчатого изменения гидравлического сопротивления на выходе сгущенного продукта позволяет подобрать оптимальный режим разделения. Оптимальный режим разделения подбирается сечением прорези и не зависит от диаметров нижних Песковых отверстий сепарирующих элементов, поэтому целесообразно для предотвращения забивки выполнять диаметры

нижних Песковых отверстий сепарирующих элементов равными диаметрам входных патрубков. Установка отвода под углом к оси поршня дает возможность выполнить прорезь фиксированной по ходу поршня.

5 Учитывая, что степень сгущения регулируется сечением прорези, а не диаметрами Песковых отверстий сепарирующих элементов и при этом диаметры нижних Песковых отверстий равны диаметрам входных патQ рубков, максимальное сечение прорези не должно превышать сумму площадей нижних Песковых отверстий сепарирующих элементов. Уменьшая сечение до максимального значения, легко подобрать оптимальный pet- жим и увеличить эффективность разделения.

На фиг.1 изображена гидроциклонная установка.общий вид, разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Гидроциклонная установка состоит из несущего корпуса 1 с патрубком 2 выхода осветленной фракции, крышки 3, блоков 4 с сепарирующими элементами 5, опорной плиты 6, крышки 7. Напорная камера 8 образуется между боковыми стенками блоков 4, а сливная камера 9 - между наружной стенкой блоков 4 и корпусом 1. В опорной плите 6 установлен патрубок 10 для ввода исходной суспензии. Гидроциклонная установка содержит герметичную песковую камеру 11, снабженную горловиной 12. Особенностью конструкции является то, что горловина 12 герметичной камеры 11 выполнена в виде цилиндра 13, снабженного поршнем 14, и имеет отвод 15, установленный под углом, В месте соединения отвода 15 и цилиндра 13 выполнена прорезь 16. Поршень 14 имеет резьбовой шток 17, на котором установлена зафиксированна я гайка 18. На конце штока 17 выполнены деления 19, оттарированные по сечению прорези 16., Поршень 14 имеет скос 20 в направлении камеры 11 для уменьшения гидравлического сопротивления выхода сгущенного продукта. Максимальное сечение прорези 16 (нижнее положение штока 17) соответствует сумме площадей нижних пес- ковых отверстий 21 сепарирующих элементов 5. Сечение S прорези 16 и диаметры нижних Песковых отверстий 21 сепарирующих элементов 5 связаны со отношением

S

7t til

где JH эквивалентный диаметр нижнего пескового отверстия сепарирующего элемента;

п - количество сепарирующих элементов в установке.

Следовательно, -J .- .

Таким образом, уменьшение сечения S прорези 16 в два раза уменьшает диаметр пескового отверстия 21 каждого сепарируV2ющего элемента в . Тарировка делений

19 связана с эквивалентным значением диаметров нижних Песковых отверстий 21 сепарирующих элементов 5.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Исходная суспензия под давление поступает через патрубок 10 в напорную камеру 8, где распределяется по сепарирующим элементам 5. Осветленный поток поступает

в камеру 9 и выходит через патрубок 2, а сгущенный поток заполняет камеру 11, поступает в горловину 12 и через прорезь 16 выходит в отвод 15. Плавное перемещение поршня 14 из нижнего положения по оси

дает возможность плавно регулировать степень сгущения гидроциклонной установки и устанавливать оптимальный режим разделения.

Если подсоединить шток поршня к датчику концентрации твердой фазы в сгущенном продукте через исполнительный механизм, можно автоматически поддерживать оптимальный режим разделения.

Формула изобретен и я

Гидроциклонная установка содержа- щая единичные сепарирующие элементы с Песковыми, сливными и входными насадками. герметичную песковую камеры с горловиной и отводом для выхода сгущенного продукта, причем диаметры Песковых насадков сепарирующих элементов равны их входным насадкам, отличающаяся тем,

что, с целью обеспечения оптимального режима работы и увеличения эффективности разделения, горловина песковой камеры выполнена в виде цилиндра, снабжена поршнем и прорезью, фиксированной по ходу

поршня, при этом поршень установлен с возможностью плавного осевого перемещения без вращения, отвод размещен под углом к горловине в месте выполнения прорези, а максимальное сечение прорези

соответствует сумме площадей Песковых насадков сепарирующих элементов.

ВидА

Изобретение относится к технике разделения суспензий и позволяет обеспечить оптимальный режим работы и увеличить эффективность разделения, Гидроциклонная установка состоит из несущего корпуса 1 с патрубком 2 выхода осветленной фрак7 # 4 7 Ю ции, крышки 3, блоков 4 с сепарирующими элементами 5, опорной плиты 6, крышки 7, напорной камеры 8 с входным патрубком 10, сливной камеры 9, герметичной песко- вой камеры 11 с горловиной (Г) 12 в виде цилиндра с поршнем (П)14 и присоединен- ной к ней под углом отводом 15. В ме,ге соединения отвода 15с Г 12 выполнена фиксированная по ходу П 14 прорезь 16, сечение которой соответствует сумме7 Песковых отверстий 21. П 14 установлен с возможностью плавного осевого перемещения без вращения и имеет резьбовой шток 17 с гайкой 18 и тарированными делениями 19, позволяющими оценить величину открытия П 14. 2 ил. (Л С о о чэ о Ю 15 ФигЛ