Гидроциклон Советский патент 1979 года по МПК B04C9/00 

1

Кзобретение относится к устройствам для непрерывного разделения несмешивающихся жидкостей, содержащих механические примеси, и может найти применение в нефтеперерабатыв&юаей, химической и других отраслях промышленности.

известен гидроциклон для разделения несмешивающихся жидкостей и отделения твердых частиц от жидкости, включающий цилиндрическую часть,тангенциальный патрубок для входа смесей жидкостей, центральный сливной патрубок, коническую часть, расположенную соосно -цилиндрической части, с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра цилиндрической части, благодаря чему между ними образуется зазор, через который проходит тяжелая жидкость. Вершина конической части погружена в песковую камеру,в полости которой соосно гидроциклону расположен цилиндрический фильтрующий элемент, нижний конец которого при помощи стояка крепится неподвижно к днищу камеры, а. верхний снабжен осевой трубкой, входящей в песковое отверстие в конусе и соединяющей полости фильтра и конуса. Осевая трубка фильтра в полости пескового отверстия соединена радиальными ребрами с конической частью для обеспечения жесткости конструкции Ц.

Этот гидроциклон работает следующим .образом...

Исходная смесь двух жидкостей, имеющая твердые включения, под давлегнием подается через тангенциальной

0 патрубок в полость цилиндрической части, приобретая интенсивное вращательное движение. Тяжелая жидкость с грубыми твердыми частицами отбрасывается к стенкам цилиндрической час5ти и через кольцевой зазор между стенкой и конусом двигается вниз в песковую камеру. Легкая жидкость с мелкими каплями тяжелой жидкости и мелкими твердыми частицами поступает

0 вихрем в по.пость конуса, где происходит сгущение капель и частиц в поле центробежных сил и сбрасывание с .частью легкой жидкости через песковое отверстие в вершине конуса в

5 песковую камеру. Легкая жидкость,вытесненная к центру полости конуса, восходящим потоком отводится через сливной патрубок. Легкая жидкость из песковой камеры входит в фильтрующий элемент через поржтуго потзерхность и далее, проходя Ч-рез центральную трубку, объединяетси с обиигм восходя щим потоком. Тверд.е частицы улавливаются фильтрующим элементом, а более тяжелая несме гивающаяся жидкость задерживаетсявследствие коагулирующего действия фильтрующего элемента. Описанное устройство обладает следующими недостатками: 1.Поверхность фильтрующего элемента в песковой камере забивается твердыми частицами и производительность устройства постоянно снижается. 2.Вихревой поток сгущенной жидкой среды из верип н конуса, проходя зону пескового отверстия, снабжен ного ребрами, распрямляется и устрем ляется в полость песковой камеры, взмучивает сгущенную среду, дополнительно создавая затрудненные условия для фильтрации. Наиболее близок по технической сущности к предложенному гидродиклон включающий цилиндро-конический корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и Песковым па рубком, соединенным с песковой камерой, в которой установлен соосно кор пусу гидроциклона фильтрующий элемент с осевой трубкой, имеющей ребра и введенной свободным концом в песковый патрубок гидроциклона 2, Однако для этого устройства харак терны малая производительность и ненадежность в работе, обусловленные забивкой фильтрующего элемента. Цель настоящего изобретения - по вышение надежности гидроциклона и увеличение его производительности. Это достигается тем, что фильтру щий элемент в гидроциклоне.снабжен игольчатой цапфой, установленной в подпятнике с возможностью вращения. Целесообразно также для обеспече ния регулировки режима выгрузки сгу щенной фракции устанавливать подпят ник фильтрующего элемента с возможностью осевого перемещения. Такое конструктивное исполнение фильтрующего элемента обеспечивает его вращение волчком в полости песк вой камеры за счет вихря выгружаемо сгущенной жидкой среды, сцепляемой с ребрами осевой трубки, При вращен фильтрующего элемента в полости пес ковой камеры происходит распределение жидких неоднородных сред: тяжелой - к периферийной части камеры, легкой - к центральной части, что создает благоприятные условия для фильтрации, Тверстэтя частицы, увеличенные с легкой жидкостью к фильтру оседают на нем, и агломерируясь, см ваются жидкостр.п, оседая в донную к ническую часть 11(г1:(::(-)гдой камеры. Па фиг. 1 показан т-идроциклон, ертикальный разрез; на фиг. 2 - раз-, ез А-А на фиг. ; на фиг. 3 - разрез -Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез -В на фиг . 1 . Аппарат состоит из цилиндро-кониеского корпуса 1 , танхенциального атрубка 2 для ввода суспензии (двух несмешиваЕОщихся жидкостей с верды1 1И включениями) , сливного патубка 3 для отвода легкой жидкости, ескового патрубка 4 для вывода тяжелого, продукта , песковойкамеры 5 Д.ЛП сбора тяжелой жидкости с твердыми частицами (механическими примесями) . Полость песковой камеры снабжена центральным осевым фильтрующим элементом б, нижняя часть которого имеет игольчатую цапфу 7, опирающуюся на подпятник 8, а верхняя часть осевую выходную трубку 9, соединяющую полости фильтра и конуса. Верхняя часть осевой трубки входит в полость пескового патрубка и снабжена ребрами 10 таким образом, что образуется зазор между ними и поверхностью патрубка. Подпятник 8 закреплен в радиальной перегородке 11 с окнами 12 и выполнен с возможностью осевого перемещения при помощи винта 13 для регулирования режима выгрузки сгущенной среды (суспензии) в полость песковой камеры. Нижняя часть песковой камеры снабжается коническим днищем 14 с выгрузочным патрубком 15 для приема и последующей выгрузки тяжелой жидкости с твердыми включениями.. Гидроциклон работает следующим образом. Исходную смесь несмешивающихся . жидкостей, содержащую механические примеси, подают под напором через тангенциальный патрубок 2 в рабочую полость цилиндро-кбнйчёского корпуса 1, где смесь приобретает интенсивное вращательное движение и в виде вихря направляется к вершине конуса. Более плотная жидкость и механические примеси за счет центробежного эффекта при своем движении вниз йытесняются к стенкам дилиндро-конического корпуса и с частью легкой жидкости через песковый патрубок 4 направляются в полость песковой камеры 5. Легкая жидкость, освобождается от тяжелой среды, центральным восходящем вихрем отводится через сливной патрубок 3. Вихрь сгущенной тяжелой среды поступает в полость пескового патрубка и сцепляется с ребрами 0 фильтрующего элемента б, который интенсивно начинает вращаться, поско.льку имеет в своей нижней части иго.льчатую цапфу 7, опирающуюся на подпятник 8. Тяжелая среда, отжатая в полость песковой камеры, через окна 12 в радиальной перегородке 11 поступает в нижНИИ конус 14 и далее отводится чере патрубок 15, Легкая жидкость, посту пив11 ая вместе со сгущенной фракцией в песковую камеру, вытесняется при вращении к центру и, профильтровы,ваясь в полость фильтрующего элемен та 6 через верхнюю осевую трубку 9 объединяется с восходящим вихрем ле кой жидкости цилиндро-конического корпуса 1. Фильтровальное полотно фильтрующего элемента б пропускает только легкую жидкость, задерживая тяжелую и твердые, механические вклю чения. При этом твердые включения и капли тяжелой жидкости, агломерируясь йа поверхности фильтрующего элемента, смываются и сбрасываются с него за счет центробежного эффект Этим обеспечивается саморегенерация поверхности фильтрующего элемента, достигается устойчивая производител ность и надежность гидроциклона. Формула изобретения 1. Гидроциклон, включающий цилиндро-конический корпус с тангенциальным входным патрубком, сливным патрубком и Песковым патрубком, соединенным с Песковой камерой, н которой установлен соосно корпусу гидроциклона фильтрующий элемент с осевой трубкой, имеющей ребра и введенной свободным концом в песковып патрубок гидроциклона, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения надежности гидроциклона и увеличения его производительности, фильтрующий элемент снабжен игольчатой цапфой, установленной в подпятнике с возможностью вращения, 2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся там, что, с целью регулирования режима выгрузки сгущенной фракции, подпятник фильтрующего элемента установлен с возможностью осевого перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент США № 3776385, кл. 210-304, 1973, 2.Патент США № 3529724, кл, 210-197, 1970 (прототип).

15

/J

yi-л

Фuг/