Гидроциклон Советский патент 1992 года по МПК B04C5/16 

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

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубками отвода осветленной и сгущенной фракции, клапан со штоком, установленный с возможностью вертикального перемещения относительно патрубка отвода сгущенной фракции, оснащенный устройством для регулирования работы гидроциклона по вакууму в виде промежуточной сливной камеры и сильфона, жестко соединенного со штоком и промежуточной сливной камерой.

Недостатком известного гидроциклона является невозможность автоматической выгрузки сгущенной фракции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубками отвода осветленной и сгущенной фракции, клапан со штоком, установленный с возможностью вертикального перемещения относительно патрубка отвода сгущенной фракции, накопительную камеру, стакан с перфорированным дном и ограничителем хода штока, при этом клапан подпружинен и размещен в нижней части накопительной камеры, ограничитель хода штока - под стаканом, а стакан установлен вдоль оси накопительной камеры.

Я

ГО 00

Конструкция известного гидроциклона позволяет автоматически разгружать скопившуюся в накопительной камере сгущенную фракцию, Однако автоматическая разгрузка будет происходить только при ос- тановке гидроциклона, при сбросе входного давления, что ограничивает область его применения и ухудшает условия эксплуатации.

Цель изобретения - улучшение условий эксплуатации и расширение области применения за счет автоматической выгрузки сгущенной фракции из накопительной камеры.

Эта цель достигается тем, что гидроциклон, содержащий цилиндроконический кор- пус с тангенциальным входным патрубком и патрубками отвода осветленной и сгущенной фракции, последний снабжен накопительной камерой, в нижней части которой расположен с возможностью вертикального перемещения относительно патрубка отвода сгущенной фракции клапан, согласно изобретению, снабжен регулятором, дросселем и краном, регулятор имеет рабочую камеру, в которой расположен подпружи- ненный орган, соединенный с клапаном, при этом рабочая камера через дроссель и кран сообщена с входным патрубком и снабжена устройством сброса давления.

В известном гидроциклоне (прототипе) скопившаяся в накопительной камере сгущенная фракция разгружается при открытии подпружиненного клапана. Однако эта разгрузка будет происходить лишь тогда, когда давление в камере сброшено до ат- мосферного, то есть при остановке аппарата. Это ограничивает область его применения лишь малоконцентрированными суспензиями, когда для заполнения накопительной камеры сгущенной фракцией нужен достаточно большой .промежуток времени (например рабочая смена), в течение которого аппарат будет эффективно работать без остановок. В том же случае, когда заполнение накопительной камеры будет происходить быстрее (при работе с концентрированными суспензиями, а также и с малоконцентрированными, но содержащими крупные включения) в известном гидроциклоне произойдет переполнение накопи- тельной камеры сгущенной фракцией, забивка патрубка отвода сгущенной фракции, в дальнейшем аппарат в лучшем случае будет работать не эффективно, а в худшем забьется и выйдет из строя.

В предлагаемом гидроциклоне, благодаря снабжению его дросселем, краном и регулятором с подпружиненным органом, соединенным с клапаном и имеющим устройство сброса давления, при частичной эагрузке накопительной камеры, клапан, расположенный в ее нижней части начнет открываться и будет открыватьсвя в течение определенного, заданного времени, при этом происходит разгрузка и промывка накопительной камеры, затем клапан быстро закроется и гидроциклон продолжит работу в оптимальном режиме. То есть как только накопительная камера заполнится до определенного, заданного уровня сгущенной фракцией, произойдет ее автоматическая разгрузка и промывка, причем без остановки гидроциклона. Это улучшает условия экс- плуатации аппарата и одновременно расширяет область его применения.

Таким образом, новая совокупность признаков, содержащаяся в заявленном техническом решении, неизвестна ни в аналогах, ни в прототипе и позволяет получить положительный эффект, указанный в цели изобретения, и соответствует критерию существенные отличия.

На фиг.1 представлен гидроциклон, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг 4, 5 - выполнение устройства сброса давления, варианты.

Гидроциклон состоит из цилиндрокони- ческого корпуса 1 с входным патрубком 2 и патрубками отвода осветленной 3 и сгущенной 4 фракции. Патрубок 4 снабжен накопительной камерой 5, в нижней части которой расположен клапан 6 соединенный с органом 7, расположенным в рабочей камере 8 регулятора 9. Орган 7 подпружинен пружиной 10. Связь клапана 6 с органом 7 может быть непосредственной, например, с помощью стержня (фиг.1). а может осуществляться с помощью электро-, пневмо- или другой системы. Рабочая камера 8 регулятора 9 сообщена трубопроводами 11, 12 и 13 через дроссель 14 и кран 15 с входным патрубком 2.

Для предотвращения забивки системы регулирования в месте присоединения трубопровода 13 к входному патрубку 2 может быть установлен фильтр (фиг. 1), козырек или другое аналогичное устройство. Рабочая камера 8 регулятора 9 снабжена устройством сброса давления, которое может быть выполнено разными способами, например (фиг.1) в виде впрессованной в цилиндрический стакан 16 органа 7 втулки 17 (фиг.2 и 3), движущейся по сквозному 18 и несквозному 19 каналам в корпусе регулятора 9. На фиг.4 и 5 показаны еще два возможных варианта выполнения устройства сброса давления: вариант 2 (фиг.4) - пневматический, вариант 3 (фиг.5) - электрический. Регулирующая система начинает работать при

открытии крана 15, что можно осуществлять как в автоматическом, так и в ручном режиме. При работе в автоматическом режиме сигнал приводу крана на его открытие выдает датчик 20, фиксирующий заполнение накопительной камеры 5, например (фиг.1) по небольшому смещению вниз (под тяжестью накопившейся в камере сгущенной фракции) клапана 6.

Гидроциклон работает следующим образом (фиг.1).

Исходная разделяемая суспензия через входной патрубок 2 поступает в корпус 1 гидроциклона, где приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил происходит разделение суспензии, при этом осветленная фракция выводится из гидроциклона через патрубок отвода осветленной фракции 3, а твердые частицы в виде сгущенной фракции выводятся через патрубок отвода сгущенной фракции 4 в накопительную камеру 5, где осаждаются и постепенно накапливаются При заполнении накопительной камеры до определенного заданного уровня датчик 20 выдает сигнал на срабатывание приводу крана 15, кран открывается и давление от входного патрубка 2 через кран 15 и дроссель 14 передается в камеру 8, причем давление в камере 8 благодаря наличию дросселя 14 возрастает постепенно и орган 7 начинает медленно двигаться вниз, увлекая за собой клапан б, пружина 10 сжимается. 8 этб время происходит разгрузка из накопительной камеры сгущенной фракции, а затем ее промывка поступающей из патрубка отвода сгущенной фракции суспензией.

При изменении диаметра отверстия у дросселя 14 будет изменяться скорость набора давления в камере 8, а значит и скорость движения органа 7 и клапана 6, то есть изменяется время разгрузки накопительной камеры. При движении органа 7 вниз втулка 17 движется тоже вниз по каналу 19. Дойдя до нижней точки, втулка 17 из канала 19 попадает в канал 18, рабочая камера 8 регулятора 9, находящаяся под давлением, через втулку 17 и канал 18 соединяется с атмосферой. Так как проходное сечение дросселя 14 меньше отверстия во втулке 17, давление в камере 8 набирается через дроссель 14 значительно медленнее, чем сбрасывается через втулку 17 при ее соединении с каналом 18 и в камере 8 происходит срос давления. Орган 7 под действием пружины 10, а также втулка 17 (по каналу 18) и клапан 6 возвращаются в исходное верхнее положение, клапан б закрывает накопительную камеру 5, а датчик 20 выдает сигнал приводу на закрытие крана 15. Вся система возвращается в исходное положение, гидроциклон продолжает работать в оптимальном режиме.

Пневматическая и электрическая си- 5 стемы сброса давления, (фиг.4 и 5 соответственно) работают аналогично системе, приведенной на фиг.1. Отличие состоит в том, что давление над органом 7 в камере 8 . (варианты 2 и 3) сбрасывается с помощью

0 клапана 21. В варианте 2 сигнал на срабатывание приводу клапана 21 выдает пнев- Мосистема:придвижении

подпружиненного органа 7 вниз давление рабочей среды в замкнутой области, вклю5 чающей сильфон 22, трубопровод 23 и часть рабочей камеры регулятора 9 под органом 7, возрастает и одновременно сжимается пружина 10, сильфон разжимается и открывает клапан 21, давление над органом 7

0 сбрасывается, под действием пружины 10 орган 7 движется вверх, давление в замкнутой области падает, сильфон сжимается и закрывает клапан, система возвращается в исходное положение. В варианте 3 сигнал

5 на срабатывание приводу клапана 21 выдает электросистема: при движении подпружиненного органа 7 вниз клапан 21 закрыт, как только орган 7 достигает нижней точки, датчик 24 выдает сигнал на открытие клапа0 на 21, давление над органом 7 сбрасывается, под действием пружины 10 орган 7 возвращается в верхнее положение и датчик 25 выдает сигнал на закрытие клапана 21, система возвращается в исходное поло5 жение.

Таким образом, в предлагаемом гидроциклоне разгрузка нШопите льной камеры происходит при ее заполнении автоматически без остановки аппарата, причем работу

0 системы регулирования можно осуществить без подвода внешней энергии. Все это говорит о том, что область применения предлагаемого гидроциклона расширяется, он удобен в эксплуатации и практически не

5 требует обслуживания в процессе работы. Формула изобретения Гидроциклон, содержащий цилиндро- конический корпус с тангенциальным вход- ным патрубком и патрубками отвода

0 осветленной и сгущенной фракции, последний снабжен накопительной камерой, в нижней части которой расположен с возможностью вертикального перемещения относительно патрубка отвода сгущенной

5 фракции клапан, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации и расширения области применения за счет автоматической выгрузки сгущенной фракции из накопительной камеры, он снабжен регулятором, дросселем и краном, регулятор имеет рабочую камеру, в которой расположен подпружиненный орган, соединенный с клапаном,- при этом рабочая

камера через дроссель и кран сообщена с входным патрубком и снабжена устройством сброса давления.

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий под действием центробежной силы, позволяет улучшить условия эксплуатации и расширить область применения за счет автоматической выгрузки сгущенной фракции из накопительной емкости. Для этого гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубками отвода осветленной фракции и сгущенной Фракции с накопительной камерой и клапаном, установленным в последней с возможностью осевого перемещения, оснащен регулятором, дросселем и краном, при этом регулятор имеет рабочую камеру, в которой расположен подпружиненный орган, соединенный с клапаном, а рабочая камера через дроссель и кран сообщена с входным патрубком и оснащена устройством сброса давления. 5 ил 6

А-А

cpue.Z

6-6

16

18

$

фиеЧ

сриг.З

fOФиа 4