Гидроциклон Советский патент 1979 года по МПК B04C3/06 

Изобретение относится к аппаратам для разделения суспензий в поле центробежных сил и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Известен гидроциклон, содержащий цилиндро-конический корпус с патрубком для выхода продукта, напорную камеру с патрубком для входа суспензии, цилиндричеокую перегородку, имеющую винтовой канал шток с заслонкой и устройство для автоматичесасой стабилизации режима работы гидроциклона 1j. В этом гидродиклоне осуществлена автоматическая стабилизация работы. Однак конструктивное выпо; нение автоматического регулирования не обеспечивает надежную работу устройства по следующим причинам:регулирование в известном аппарате предусматривает подвижное соединение nopiiJHH и плунжера, причем для свободно.го совместного их движения необходим достаточный зазор, например по ходовой посадке. В такой зазор между сопрягаемыми деталями могут проникать твердьте частицы обрабатываемой суспензии, что приводит к заклиниванию поршня и плунжера в посадочных местах и прекращению работы автоматической стабилизации работы. Через зазор в месте подвижного соединения возможно перетекание жидкости в пространство над плунжером, что приводит к выравниванию давления под и над плунжером и прекращению работы ,автоматического регулирования. Объясняется это тем, что не создается избыточная сила, направленная вверх, в то время как сила, действующая вниз на поршень гзначительна, по скольку перепад давлении на поршне постоянен открытых песл ового отверстия и сливного патрубка. Следует отметить, что для болыадх диаметров из 1естное устройство вообше не пригодно. Например, для диаметра гидроциклона D 1 м длина подвижного соединении п( будет , 3,14 м, для нлунжора эта длийа будет больше (ritf условию раёоКГ усг ройства). Для перемещения поршня с целью иэ меневия площади входного отверстия сум мируется сила давления среды на поршень и на плунжер, усвлие пружины и вес подвижной системы. Такая сложная вааимо-/ связь усилий снижает надежность регулирования. При этом нарушение действия одной из деталей нйрушаёгавгойатйческую стабилизацию. Следовательно, малая надежность обусловлена сложностью достижения цели и боЛьШйм количествам подвижных связей, т.е. заключена в конструк ций системы регулирования. Это устройство является наиболее близ кцм к изобрегеншо по технической сушноо ;Тй и достигаемому результа1у. : Известен также гидроцнклон, включаюйий дилшздро-конический корпус, напорную камеру с патрубком ввода исходной суопбнзви, СЛШ9НОЙ и пеежовый патрубки, цилиндрическую перегородку, имеющую винтовой канал с-секторным вырезом/ ктор ную вставку/ установленную на штоке с возможностью вертикального перемёще НИН I 2 J. Недбстатком известного устройства является малая надежность работы гидро циклона, с условленнай тем, что в нем не достигается автоматическая стабилизация режима. Шлью изобретения является повышение надежности работы гидроциклона. Поставленная цель дрстигйется тем, 4J4) циклон снабжен устройством автоматической стабилизации, выполненным в виде сильфона, прикрепленного одним тор дом к напорной камере, а другим - к штоку. При увеличений давления и напорной камере свльфон сжимается, увлекая- вйерх соепшвавыв с ним втулку, шток и заслон ку, при этом, цлошадь входного тангенциального отверстия увеличивается и сохра,няется неизменной входная скорость потока суспензии в гидроциклоне. При падении давления в напорной камере вследствие упругости сильфона он двигает вНиз втулку, шток и заслонку, умень шая сечение входного отверстия. Таким образом, достигается автоматическая стабилизация работы гидроциклона при изменяющемся давлении еуШёНЭйй На входе,.,„.,„,....,„..,„..-„ Надёжность автоматического регулирования стабильной работы гидроциклона достигаатся в результате: устранения заклинивания заслонки, входящей в тангенциальное входное отверотие, которая выполняется с зазором, исключающим заклинивание} в известном устройстве (с пом.ощью поршня) нельзя принять величину зазора между поршнем и .корпусом необходимой величины, так как суспензия будет перетекать из напорной ;камеры в рабочую подлость гидроциклона, минуя тангенциальный винтовой канал; кроме того, длина подвижного сопряжения заслошси во много раз меньше длины поршня и плунжера известного гидроцшс- . лона; исключения из гидроциклона плунжера, следовательно, ликвидации причины ненадежной работы из-за выравнивания давле нйя среды над и под плунжером} уменьшения количества деталей, созда10ШИХ усилие для вертикального перемещений, так как вместо трех деталей известного устройства (поршень, плунжер, пружина) ту же роль выполняет один сильфов. На фиг. 1 представлен обший вид гидроциклона} на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1} ;на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2 Гидроциклон состоит из цилиндро-кони- ческого корпуса 1, напорной камеры 2 с патрубком 3 для ввода суспензии и цилинйрической перегородки 4. Перегородка 4 разделяет напорную камеру 2 и полость цилиндро-конического корпуса 1, в котором она установлена неподвижно и герметично, и имеет сливную 5, закрытую сверху крышкой 6. По оси аппарата расположена трубка 7, соединяющая полость гидроциклона и сливную камеру S. Через патрубок 8 слив отводится из аппарата. Для автоматической стабилизации работы гидроциклона предусмотрен сильфон 9, установленный в напорной камере 2. Верхний торец сильфона крепится к напорной камере 2. К нижнему торцу сильфона закрепле« на 1втулка 10, через которую проходит шток ll, фиксируемый от перемещения относительно втулки 10 с помощью винта 12. Нижний конец штока жестко связан с секторной вставкой 13, которая частично norpiy- жена, в секторный вырез 14 на перегородке 4, верхний конец штока снабжен уКазателем 15, который на линейке 16 отмечает высоту отк{ытия тангенциального винтового входного канала. Ниже сектор- ной заслонки на перегородке 4 выполнен винтовой канал 17. Над каналом 17 на перегородке 4 выполнен секторный вырез 14, в котором размещена секторная вставка 13, ширина которой меньше секторного выреза 14. Для плавного сужения входящей струи суспензии секторный вырез 14 имеет наклон с противополонсной от вставки стороны. Шток 11 имеет уплотнение 18, исключающее утечку продукта из напорной камеры 2. Гидроциклон работает следующим образом. Исходная суспензия подается через патру-10 ,брк 3 в напорную камеру 2, откуда по вырезу 14 и тангенциальному винтовому каналу 17 поступает в корпус 1 гидроциклона, где суспензия приобретает круговое вращательное движение. Под действием цент робежной силы происходит перемещение тяжелой фракции к стенкам корпуса и выгрузка ее через вершину конуса; легкая фаза в восходящем потока направляется через трубу.7 в сливную камеру 5, отку- о да уходит из аппарата через сливной патрубок 8. Регулирование осуществляется при включенном в работу гидроциклоне. Для этого, ослабив уплотнение 18, движением штока 11 вверх или вниз устанавливают оптимальную величину площади проходного сечения для конкретного режима работы, после чего уплотнение поджимается до полной герметизации, а шток 11 закрепляется во втулке 10 с помощью винта 12. Дальнейшая работа гидроциклона про должается в автоматическом режиме следу ющим образом. При увеличении давления в напорной ка мере 2 сильфон 9 сжимается, поднимая втулку 10, шток 11, указатель 15 и вста ку 13 вверх, площадь входного тангенциального канала 17 при этом увеличивается, что автоматически приводит к сохра;Нению входной скорости. Отсюда гидродинамический режим в полости гидроцикло5иа не нарушается. При уменьшении давления в напорной камере 2 давление на сильфон 9 уменьшается вследствие упругости его волн он выпрямляется, толкая детали 10, 11, 13и 15 вниз, при этом вставка 13 уменьшает площадь сечения входного гангенциального отверстия, автоматически сохраняя прежнюю входную скорость и гидродинамику в полости гидроциклона. Указагель 15 по шкале. лиНейки 16 показывает величину открытия тангенциального вин(гового входного отверстия в зависимости Рг давления суспензии, Таким образом, благодаря снабжению гидроциклона устройством автоматической стабилизации, выполненным в виде сильфона, прикрепленного одним торцом к напорной камере, а другим - к щтоку, достигается высокая надежность работы гидроциклона. Формула изобретения Гидроциклон, включающий цилиндро-конический корпус, напорную камеру с патрубком ввода исходной суспензии, слив ной и песковый патрубки, цилиндрическую перегородку, имеющую винтовой канал, шток с заслонкой и устройство автоматической стабилизации режима работы гидроциклона, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы гидроциклона, устройство автоматической стабилизации выполнено в виде сильфона, при.крепленного одним Торцом к напорной камере, а другим - к штоку, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 471905,;.кл. В 03 В 5/34, 1975. 2.Авторское свидетельство№613821, кл. В 04 С 3/06, 24.02.76.