Гидроциклон Советский патент 1992 года по МПК B04C5/08 

Изобретение относится к устройствам для разделения двухкомпонентных систем типа жидкость-жидкость или жидкость- твердые частицы и может быть использовано в сельскохозяйственном водоснабжении для борьбы с наносами при механическом водоподъеме, а также в других отраслях промышленности.

Известен циклон, содержащий корпус с тангенциальным вводом, крышкой и выходным патрубком, который снабжен полосой из синтетической ткани и имеет полости с щелевыми отверстиями.

Известен также гидроциклон, включйю- щий корпус с входным, сливным и Песковым патрубками и имеющий в своем составе элемент в виде тела вращения с винтовыми каналами на поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по его сущности является гидроциклон, имеющий корпус с тангенциальным входным, центральными сливными и Песковым патрубками и снабженный регулирующим механизмом.

Недостатком данных конструкций является относительно низкий коэффициент разделения компонентов, особенно если перерабатываемый поток содержит их с большим процентом неоднородности.

Это объясняется тем, что тяжелые компоненты отделяются от потока на первом же витке его траектории и, двигаясь по стенке гид ро ци к лона, собираются в зоне его песко- вого патрубка. Так как они занимают при этом пристенную область, то более легкие компоненты располагаются ближе к поверхности осевых нулевых скоростей. Из-за этого вследствие сильной турбулентности в циклонной камере увеличивается вероятность их попадания в сливной патрубок и эффективность разделения компонентов падает.

XJ СЛ XI х Јь Ю

Цель изобретения - повышение эффективности разделения жидкости, особенно при большей ее неоднородности, и увеличение степени саморегулирования этого процесса.

На фиг, 1 представлен предлагаемый гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг.З - нижняя часть конуса гидроциклона, разрез; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг, 5 - желоб, в рабочем состоянии; на фиг. 6 - то же, в нерабочем; на фиг. 7 и 8 -- взаимосоответствие процесса накоп- ления в устье гидроциклона твердых частиц и работы регулирующего механизма.

Гидроциклоч включает цилиндрокони- ческий корпус 1 с входным 2, сливным 3 и Песковым 4 патрубками, коническая часть которого выполнена со сквозной спиральной щелью, закрытой снаружи эластичной лентой 5, а поверх ленгы коробчатым желобом 6, сообщающимся с патрубком 2 в своей начальной части посредством соединительного трубопровода 7 и образующим в месте сопряжения с патрубком 4, наглухо закрытым наклонной по отношению к продольной оси гидроциклона пластиной 8, свободный от ленты участок 9, завершакщийся тангенциальным выходным отверстием 10. На входе в гидроциклон установлен регулирующий механизм, имеющий корпус 11 с поршнем 12, пружиной 13 и двумя клапанами 14, соединенный с патрубком 4 водоводом 15.

Работает гидроциклон следующим образом.

Исходная жидкость через патрубок 2 поступает в цилиндрическую часть корпуса 1 и вследствие тангенциальное™ патрубка начинает совершать вращательно винтовое движение. Возникающие при этом центробежные силы оттесняют твердые частицы к стенкам гидроциклона, вдоль которых они перемещаются к патрубку 4, Двигаясь по стенкам гидроциклонэ и переходя в его коническую часть, твердые частицы попадают в щель, где и накапливаются, вследствие растягивания ленты 5, перемещаясь при этом вдоль образовавшегося углубления к выходу из гидроциклона. Осветленная жидкость выходит через патрубок 3 и идет к потребителю. По мере накапливания в области патрубка 4 твердых частиц под действием возникшего гидравлического давления и силы веса самих частиц часть жидкости из корпуса 1 по водоводу 15 попадает в нижнюю полость корпуса 11 регулирующего ме- ханизма и, действуя на поршень 12, посредством клапанов 14 перекрывает патрубок 2 и открывает трубопровод 7. Перерабатываемая жидкость, ранее попадавшая

непосредствено в корпус 1 гидроциклона, устремляется по трубопроводу 7 в желоб 6 и, вытекая из него на участке 9, вымывает скопившийся там осадок через отверстие

10. Одновременно под давлением протекающей по желобу 7 жидкости, усиленным за счет упругости эластичного материала, происходит опорожнение спиральной щели от скопившихся в ней наносов. После освобож0 дения патрубка 4 от твердых частиц давление там уменьшается, освобождается от воды полость под поршнем 12, который под действием пружины 13 возвращается в первоначальное положение, закрывая трубоп5 ровод 7 и открывая патрубок 2. Затем все повторяется.

Создание в конической части гидроциклона сквозной щели, закрытой эластичным материалом, позволяет уменьшить сопро0 тивление движущемуся потоку жидкости и одновременно способствует лучшей классификаций наносов в гидроциклоне и более быстрому их отводу из него.

Закрытие эластичной ленты коробча5 тым желобом прямоугольного или криволинейного профиля, образующим полость, сообщающуюся с входным и Песковым патрубком, обеспечивает, во-первых, защиту эластичной ленты от повреждения, во-вто0 рых, дает возможность регулировать процесс в ней твердых частиц и, в-третьих, благодаря разнице в длине упомянутой ленты и желоба позволяет за счет эффекта эжекции активизировать удаление наносов

5 из гидроциклона.

Выполнение пескового патрубка закрытым наклонной по отношений к продольной оси устройства плоскостью позволяет путем создания в этой части гидроциклона опре0 деленного гидравлического давления приводить в действие регулирующий механизм, а также зз счет сохранения на выходе направления движения жидкости уменьшить в ней гидравлические потери.

5 Формула изобретения

Гидроциклон, включающий цилиндро- кон ческий корпус с входным, сливным и Песковым патрубками, регулирующий механизм, отличающийся тем, что, с целью

0 повышения качества разделения неоднородных сред и увеличения степени саморегулирования процесса разделения, коническая часть корпуса выполнена со сквозной спиральной щелью, направленной

5 в сторону движущейся жидкости, и снабжена герметизирующей снаружи щель спиральной эластичной лентой, заключенной в коробчатый желоб, превышающий ее по длине, при этом желоб в своей концевой части, в месте его сопряжения с Песковым

патрубком выполнен закрытым посредством наклонной по отношению к продольной оси гидроциклона пластины, при этомШэд- ной патрубок снабжен соединительным трубопроводом, посредством которого он сообщен с желобом, а регулирующий механизм расположен между входным патрубком и соединительным трубопроводом.

Использование изобретения: в сельскохозяйственном водоснабжение для борьбы с наносами при механическом водоподъеме. Сущность изобретения: коническая часть корпуса гидроциклона выполнена со сквозной спиральной щелью, закрытой снаружи эластичной лентой. Лента заключена в коробчатый желоб, который посредством соединительного трубопровода сообщен с начальной частью входного патрубка. Соединительный трубопровод в месте сопряжения с Песковым патрубком наглухо закрыт наклонной по отношению к контрольной оси гидроциклона пластиной. Между входным патрубком и соединительным трубопроводом установлен регулирующий механизм, имеющий корпус с поршнем, пружиной и двумя клапанами и соединенный с Песковым патрубком водоводом. 8 ил. (Л С

Фиг.$

9 9

Ь ЪПф

Ј ЗПф

6frU9U

х

Фив.7

/

12

tt

Фиг.8