Гидроциклон Советский патент 1992 года по МПК B04C5/81 

dSKTC n(r + dr)t± -jtr- r

сов в ««crc- ttr + drf-r.

COS0

Сравнение показывает, что на одних и тех же радиальных координатах Ьзктс CiSrc

cos О

5ктс d$KTC л Рте d STC -

и поэтому для одного и того же давления, т.е.

I RKTC I 1

cos О

или

|Рт

COS в

1

Rr

|Нктс -cose Поэтому находим, что I RZKTC I I RKTC I x х cos 0, т.е.

I RZKTC I - I RTC I.

Таким образом, на конической торцевой стенке гидроциклона возникает реакция, осевая составляющая которой равна плоской торцевой стенки I I - I RTC I. Но у этой реакции есть и радиальная составляющая IRRKTC, которую определяем из выражения IRRKT - I RZKTC I tg 0, т.е. она прямо пропорциональна углу при большем основании конической торцевой стенки. От определения оптимальных величин этого угла для режимов осветления, классификации и сгущения зависит повышение разделения суспензии, что и составляет цель изобретения.

Достижение поставленной цели объясняется следующим образом.

tg0

IRRKTCI

| D-,I

IKZKTcl

Максимальное значение |Ррктс1 удет при tg в 1 или при 45°. При в 45° RRKTC RZKTC, поэтому эффект от использования дополнительной радиальной силы Нрктг падает. Поэтому принимаем 0 0-45°.

Кривая гидростатического давления в гидроциклоне приведена для конкретного гидроцилиндра мм или, что одно и то же,0WO мм. При этом с точки зрения гидродинамики потоков в гидроциклоне приведенная графическая зависимость справедлива для всех гидроциклонов. Разбивая кривую на три характерных участка, заметим, что участки АВ и CD являются

прямолинейными, а участок ВС является криволинейным с постоянным радиусом кривизны ,9 мм. При такой разбивке графика, во-первых, оптимально используется изменение давления на участке АВ с

постоянным градиентом давления ДР const, и, во-вторых, наилучшим образом восполняется резкое падение давления на участке BE. Поэтому коническая торцевая стенка выполнена состоящей из двух частей.

Рассмотрим сначала участок АВ. По двум точкам А (4,923; 3.7) и В(3,077; 3,368), где 4,923 см RA: 3,077 см RB, 3,7 кгс/см Рд; 3.368 кгс/см2 Рв, определим

уравнение прямой, проходящей через них. приняв за

R - переменный радиус гидроциклона между точками А и В,

Р - давление суспензии в точках Л и В

R -3.U7/ . P 3,368

4,.077 3,7 3 208 ,077 Р 3,368

1,846 0,332

Решая относительно Р, находим; ,18 R(2,8114.

При этом 0,, откуда 0 10° 12,

Уюл 0- 10° есть угол наклона графика изменения давления при изменении радиуса гидроциклона от внутренней поверхности цилиндрической части корпуса в направлении к оси, т.е. между R и ,63 R или между точками А и В, Это соответствует оптимальности режима классификации.

Криволинейный участок с постоянным радиусом кривизны показывает, что на участке ВС давление падает по дуге кривой второго порядка (окружности) с большим, чем на прямолинейном участке AF3, и осе возрастающим градиентом, Определим зависимость давления между радиусом R ,G3 R и Гсл. Для этого сначала находим точку Ё (фиг. С), соответствующую давлению на радиусе гсл Для упрощения зависимости давления между точками В и Е ее определяем не по кривой второго порядка, а по прямой. Тем более в точках В и Е давление соответствует истпчным значениям. Для этого определяем уравнение прямой, проходящей через точки В (3,077, 3,368) и Е (1,69:2,38).

R- 1.69 Р-2,38 3,077-1,69

3,368-2,38

„ 8

1,387

находим

28.

0,988

Решая относительно Р. ,7I23 RM.I8 При этом 0.7123- tg (Я оно/да 0 35°

fia.2

0

5

0

5

0

5

Угол 0- 35° есть угол наклона графика изменения давления при изменении радиуса гидроциклона между RI 0,63 R и гсл 0.388R, Этот угол 0 35° принимаем за нижний предел изменения угла при большем основании конической торцевой стенки между радиусами ,63 R и .ЗЗб R, где г™ соответствует координате точки пересечения криволинейного участка ВС и радиусом, равным сумме внутреннего радиуса сливного отверстия гсл и толщины стенки сливного насадка б , т.е. гсл гсл + 5.

Таким образом, коническая торцевая стенка состоит из двух участков: на радиусе Гсл RI R угол при большем основании находится в пределах 0° 0 45°, а на радиусе 0,388 R RI 0,63 R 35° в 45° (см. фиг, 5-8).

Таким образом, благодаря выполнению торцевой стенки гидроциклона, состоящей из двух стыкующихся между собой конических элемента с предлагаемыми углами конусности, достигается оптимальная степень разделения суспензии и сохраняется при отом производительность гидроциклона.

Формула изобретения Гидроциклон, включающий цилиндра- конический корпус с ташенциальным вход- иып и гоосмыми с корпусом сливным и Песковым патрубками, торцевую стенку, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения степени разделения, торцевая стенка выполнена из двух конических элементов, при этом угол наклона стенки на радиусе от Гсл до 0,63 R - равен 35-45°, а на радиусе от 0,63 R до R - 10-45°, где гсп - наружный радиус сливного патрубка, R - внутренний радиус цилиндрической части корпуса.

%г4

Использование: в химической и ряде других отраслей промышленности. Сущность изобретения: в гидроциклоне, содержащем цилиндроконический корпус с 1 тангенциальным входным 2, слизным 3 и Песковым 4 патрубками, торцовая стенка состоит из двух конических элементов 5 и 6, угол наклона стенки на радиусе от rc« до 0,63 R составляет 35-45°С, а на радиусе от 0,63 R до R - 10-45°С, где гсл - наружный радиус сливного патрубка, a R - внутренний радиус цилиндрической части корпуса. 8 ил.

35°

ё

/

d

Фсгг В