Батарея гидроциклонов Советский патент 1980 года по МПК B04C5/26 

(54) БАТАРЕЯ ГИДРОЦИКЛОНОВ

Изобретение относится к устройствам для центробежного разделения больших объемов суспензий с применением гидроциклонных сепарирующих элементов и может найти широкое применение в металлообрабатывающей, металлургической, химической, целлюлозно-бумажной, горнорудной и других отраслях промышленности для высокопроизводительной и качественной очистки жидкостей и обогащения полезных ископаемых. Известна батарея гидроциклонов, содержащая сепарирующие элементы с патрубками отвода осветленной и сгущенной фракций, установленные в общем корпусе, разделенном перегородками на единую сливную распределительную камеры и камеру для сбора сгущенной фракции. Распределительная камера батареи с целью стабилизации сепарирующих элементов разделена перегородкой на две секции, одна из этих секций содержит вращающуюся камеру с турбинкой, снабженную индивидуальным приводом, с центральным переточным патрубком и патрубками для отвода грубодисперсного сгущенного шлама, перфорированную обечайку. а другая секция снабжена вращающимся валом с радиальными лопастями 1. Наличие вращающихся камеры с приводом и элементов усложняет конструкцию, резко уменьшает долговечность батареи гидроциклоноБ (особенно при сепарации жидкости, содержащей абразивные частицы), снижает в итоге эффективность разделения суспензий в мультигидроциклонах. Известна также батарея гидроциклонов, включающая распределительную камеру с расположенными внутри нее по окружности единичными сепарирующими элементами с патрубками отвода осветленной и сгущенной фракций и с размещенной в ней перпендикулярно потоку перфорированной диафрагмой, сливную камеру 2. Наличие обычной распределительной камеры неизбежно приводит к неравномерности распределения скоростей потоков жидкости, поступающих в отдельные сепарирующие элементы, их взаимовлиянию, что нарушает нормальный режим работы сепарирующих элементов. Указанные причины снижают качество разделения фаз суспензий, особенно Г1ри увеличении количества сепарирующих элементов.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения путем равномерного распределения скоростей на входе в единичные сепарируюш,ие элементы.

Поставленная цель достигается тем, что распределительная камера снабжена дополнительной перфорированной диафрагмой и .вертикально установленными перегородками, разделяющими пространство между диафрагмами и под ними секции по числу единичных сенарирующих элементов, при этом перегородки имеют в верхней части переливные окна.

Устранение неравномерности распределения скоростей потоков суспензии до сепарирующих элементов, разделение и стабилизация потоков в распределительной камере повышают эффективность процесса разделения фаз суспензий в батареях при многорядном расположении сепарирующих элементов.

На фиг. 1 представлен общий вид батареи гидроциклонов; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Батарея гидроциклонов включает сливную камеру 1 с соосно расположенными входным патрубком 2, изолированным от камеры 1, и выходным патрубком 3. Ниже сливной ка.меры 1 расположена распределительная камера 4, разделенная двумя перфорированными диафрагмами 5 на три полости. Между диафрагмами 5 и ниже их установлены кольцевые и радиальные перегородки 6 и 7, разделяющие полости камеры на секции, число которых равно числу гидроциклонных сепарирующих элементов. В верхней части промежуточных радиальных и кольцевых перегородок б и 7 имеются переливные окна 8. В крыщку распределительной камеры 4 ввернуты на резьбе в несколько рядов сепарирующие элементы 9 с патрубками 10 и 11 соответственно для отвода осветленной и сгущенной фракций. Удлиненные хвостовики патрубков отвода 10 осветленной фракции одним концом соединены с цилиндрической частью сепарирующих элементов 9, а другим концом проходят через специальные отверстия в диафрагмах 5 распределительной камеры 4 и соединены с крышкой сливной камеры 1 с выходом внутреннего канала патрубков отвода осветленной фракции в полость сливной камеры. Патрубки 10 отвода осветленной фракции сепарирующих элементов 9 имеют наружный, спиральный в нижней части, и внутренний осевой конический каналы. Патрубки 11 отвода сгущенной фракции сообщаются внизу с камерой для сбора сгущенного продукта, которая может выполняться либо совместно с батареей гидроциклонов, либо раздельно от нее.

Батарея гидроциклонов работает следующим образом.

Суспензия подается по осевому, изолированному от сливной камеры 1 входному

отверстию 2 в верхнюю полость распределительной камеры 4, из которой через отверстия первой перфорированной диафрагмы 5 перетекает в среднюю полость. Соседние секции этой полости сообщаются между собой через окна 8 в верхней части промежуточных кольцевых и радиальных перегородок 6. В результате достигается первичная стабилизация потоков, так как скорости потоков суспензии, поступающей к отдельным гидроциклонам, частично выравниваются.

Из этих секций суспензия через отверстия второй перфорированной диафрагмы попадает в нижнюю полость распределительной камеры 4, разделенную радиальными и кольцевыми перегородками 7 на секции по числу

сепарирующих элементов 9. Радиальные и кольцевые перегородки имеют в верхней части переливные окна 8. Из этих секций по закручивающему спиральному наружному каналу патрубок 10 отвода суспензия направляется во внутреннюю полость цилин0 дро-конического корпуса гидроциклонного .сепарирующего элемента 9. В сепарирующих элементах 9 происходит интенсивный процесс разделения суспензий за счет возникновения центробежных сил инерции. ТверJ дые частицы суспензии вместе с незначительной частью жидкости выбрасываются через нижние патрубки 11 отвода сгущенной фракции в камеру сбора сгущенного продукта, а основные потоки осветленной фракции, продолжая вращаться в сепарирующих

0 элементах 9, поднимаются вверх и выходят через внутренние осевые каналы патрубков 10 отвода осветленной фракции в сливную камеру 1, а затем через выходное отверстие 3 поступают к потребителю.

Наличие двух перфорированных диафрагм в распределительной камере батареи гидроциклонов частично создает рарномерность распределения потоков между сепарирующими элементами. Окна в верхней части кольцевых и радиальных перегородок

0 распределительной камеры окончательно выравнивает и стабилизирует потоки жидкости. Наличие кольцевых и радиальных перегородок исключает возможность взаимодействия в нижней части потоков между сепарирующими элементами. В результате

каждый сепарирующий элемент работает равномерно и независимо от другого, поэтому качество разделения суспензии повышается.

Формула изобретения

Батарея гидроциклонов, включающая распределительную камеру с расположенными внутри нее по окружности единичными сепарирующими элементами с патрубками отвода осветленной и сгущенной фракций и с размещенной в ней перпендикулярно потоку перфорированной диафрагмой, сливную камеру, отличающаяся тем, что с целью повышения эффективности процесса разделения путем равномерного распределения скоростей на входе в единичные сепарирующие элементы, распределительная камера снабжена дополнительной перфорированной диафрагмой и вертикально установленными перегородками, разделяющими пространство между диафрагмами на секции по числу

единичных сепарирующих элементов, при этом перегородки имеют в верхней части переливные окна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 343362, кл. 210-512, 1969 (прототип).