Мультигидроциклон Советский патент 1980 года по МПК B04C5/24 

1

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для разделения суспензий под действием центробежных сил и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен мультигидроциклон, включающий конический корпус с установленными внутри него коническими сепарируюш;ими элементами, в верхней части которых размещены патрубки ввода исходной суспензии, соединенные с общим питающим патрубком, камеры сбора осветленной и сгущенной фракций i . Недостатком этого устройства является значительное гидравлическое сопротивление, создаваемое за счет трения вихревого потока во входных каналах, которыми снабжен каждый сепарирующий элемент, значительное гидра&лическое сопротивление приводит, в свою очередь, к снижению эффективности разделения суспензий, особенно высоко вязких.

Известен также мультигидроциклон, включающий конический корпус с общим

ВХОДНЫМ патрубком и конусным распределителем, и установленные внутри него попарно объединенные конусные сепарирующие элементы, в смежной стенке которых выполнены щели, тангенциальные входные патрубки, сливные патрубки, сочиненные со сливной камерой, расположенной в верхней части корпуса, и песковые патрубки, соединенные с песковой камерой, разМе- ш.енной в нижней части корпуса Г2| .

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату. Но п.ри разделении концентрированных суспензий с широким диапазоном по гранулометрическому составу твердой фазы этот мультигидроцик- лон допускает большой унос твердой фазы в осветленную жрщкость. Применение же единичных элементов в мульти- гидроциклонах, рассчитанных на меньщее граничное зерно твердой фазы, ведет к моментальной их забивке, т.е. аппарат становится практически неработоспособным. Низкая надежность мультигидроцик- лона в работе при об - аботке суспет1зий, содержащих крупные агломераты в твер- ЗОЕ фазе, тожеявляется недостатком, поскольку это ведет к забивке ими входных тангенциальных отверстий единичных элементов. Целью изобретения является повышеНие эффективности разделения путем предотвращения забивки Песковых патрубков сепарирующих элементов крупными агломератами. Поставленная цель достигается тем, что он снабжен установленным в централь ной части корпуса и соединенным с тангенциальйым.и входными патрубками сепарирующих элементов дополнительным гид- роциклоном со сливным патрубком, в котором размещен конусный распределитель. На фиг. 1 представлен общий вид мультигидроциклона; на фиг. 2 - разрез А-Б-В-Г-Д-Е на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Ж-Ж на фиг. 1. Мультигидроциклон состоит из конического корпуса 1 с установленными внутри него попарно объединенными конус ными сепарирующими элементами 2. В стенках сепарирующих элементов 2 выполнены продольные щели 3, а в верхней их части размещены входные патрубки 4. Щели 3 выполнены треугольной формы с центральным углом 1317 и хордой имеющей в месте ввода входного отверстия длину, равную 0,10,1 5диаметра сепарирующего элемента. Входные патрубки 4 с периферийной част корпуса 1 снабжаются рассекателями 5, обеспечивающими технологичность конструкции аппарата. Для подачи исходной суспензии служит общий питающий патрубок 6, ось которого лежит в горизоьталь ной плоскости (фиг. 1 и 3), переходящий в питающий канал 7. Питающий канал 7 вьтолнен в теле корпуса, в связи с чем, например, один из конусных сепарирующих элементов не выполняется. Одновременно благодаря этому внутренняя часть корпуса соединяется с наружной. Входные патрубки 4 с периферийной части корпуса 1 сепарирующего элемента 8, не имеюще го пары, снабжены вкладышами 9, обеспе чивающими технологичность изготовления ввода. Все конические сепарирующие эле- л.;енты 2 и 8 снабжены центральными сли ными насадками 10, которые закреплены прижимной планкой 11, служащей одновре менно для создания жесткости внутренне части корпуса 1 относительно наружной. 7 84 К верхней части корпуса 1 примыкает обиичя камера осветленной фракции 12, в боковой стенке которой имеется патрубок для выхода осветленной фракции 13. К нижней части корпуса 1 примыкает общая камера сбора сгущенной фракции 14 со сменным Песковым патрубком выгруэки сгущенной фракции 15. Полости сепарирующих элементов 2 и сепарирующего элемента 8, не имеющего пары, соединены с дамерой сгущенной фракции 14 пес- KOBbJMH отверстиями 16. В центре конического корпуса 1 между конусными попарно объединенными сепарирующими элементами 2 и 8 по всей их высоте расположена кам.ера предварительного разделения, выполненная в виде гидроциклона 17 с центральным сливным патрубком 18 в верхней ее части, укрепленным с помощью стопорного кольца 19. Питающий канал в теле корпуса 1 выполнен тангенциально по отнощению к гидроциклону 17 (фиг. 3). Верхняя поверхность сливного патрубка 18 выполнена криволинейной и расщиряющейся снизу вверх. В сливном патрубке 18 выполнено сливное отверстие 20. Гидроциклон 17 в нижней части имеет отверстие 21, посредством которого он сообщается с камерой сгущенной фракции 14. Над сливным отверстием 20 соосно сливному патрубку 18 установлен конусный распределитель 22, имеющий нижнюю криволинейную поверхность с верщиной, опущенной-В полость сливного па- трубка 18. Распределитель 22 устанавливается в стакане 23 и крепится к нему болтами сверху. Стакан 23 приваривается к корпусу 1 в верхней его части. На нижней криволинейной поверхности распределителя 22 по числу пар сепарирующих элементов 2 и сепарирующего элемента 8, не имеющего пары, выполнены направляютеие радиальные лопатки 24. Верхнее сливное отверстие 20 сообщено с входными патрубками 4 сепарирующих элементов сужающейся по направлению от центрак периферии полостью 25, образованной нижней поверхностью распределителя 22 и верхней поверхностью сливного патрубка 18. Направляющие радиальные лопатки 24 установлены таким образом, что проекции их середин на боковую поверхность полости 25 не выходят за пределы питающих отверстий входных патрубков 4. Направляющие лопатки 24 могут быть вьтолнены криволинейными, причем внутренний угол между направлением вращающегося потока и криволине ной поверхностью лопаток 24 (угол меж двумя касательными, проведенными к поверхностям через точку их пересечения) меньае 90 , а касательные , проведенные кбоковым криволинейным поверхностям лопаток 24 в месте их концов не выходят за пределы питающих отверстий входных патрубков 4. Площадь отверстия сменного патрубка выгрузки сгущенной фракции 15 вьтолнена равной сумме рас- чётных площадей Песковых отверстий все сепарирующих элементов и расчетной пло щади пескового отверстия гидроциклона предварительного разделения 17. Предлагаемый мультигидроциклон работает следующим образом. Исходную суспензию под напором чере питающий патрубок 6 подают в питающий канал 7. Перемещаясь по питающему тан- генциальному каналу 7, исходная суспензия поступает в гидроциклон 17, где происходит ее предварительное разделение. Под действием центробежных сил наиболее крупные твердые частицы направляются к стенкам гидроциклона 17 и в наружном спиральном нисходящ.ем вихре с частью жидкой фазы факелом. (зонтообразная выгрузка) через песковое отверстие 21 отводятся в камеру сгущенной фракции 14. Основная часть жидкой фазы исходной суспензии с наиболее мелкими и легкими частицами твердой фазы (объединенная суспензия) косходящим осветленным вихревым потоком отводится из гидроциклона 17 через сливное отверстие 2О в сливном патрубке 18. Затем обедненная суспензия, плавно огибая конусный распределитель 22, поступает в радиальные входные патрубки 4. Перед поступлением в радиальные входные патрубки 4, благхэдаря прохождению суспензии в сужающейся по направлению от центра к периферии полости 25 и наличию направляющих лопаток 24, поток суспензии J iминизиpyeтcя (послойное течение без значительных завихрений) и спрямляется. Из радиальных входных патрубков 4 обедненная суспензия тангенциально и равномерно распределяется на пары смежных конусных сепарирующих элементов 2 и сепарирующий элемент 8, не имеющий пары, приобретая в них интенсивное движение. При этом вихри суспензии смежных рабочих полостей контактируют между собой по продольным щелям 3, исключая в этом месте трение суспензии о стенки. Твердые частицы суспензии за счет центробежного эффекта направляются к периферии сепарирующих элементов 2 и 8 и вихревыми потоками вьходят в камеру сгущенной фра1щии 14, попадая в факел нисход Ш1его вихря внутреннего гидроцпк- лона 17. Осветленная жидкость восходящими потоками отводится из сепарируЕОщих элементов 2 и 8 через центральные сливные насадки 10 в камеру сбора осветленной фракции 12 VI далее через патрубок 13 по назначению. Ввиду того, что требуемая степень сгущения в предлагаемом аппарате достигается площадью сменного пескового патрубка 15, равной сумме расчетных площадей Песковых патрубков всех сепарирующих элементов и расчетно площади пес - кового патрубка гидроциклона 17, а сумма площадей песков,ых отверстий 16 всех сепарирующих элементов и площади отверстий 21 вьлце расчетной площади пес- кового патрубка гидроциклона предварительного разделения 17, он обладает повыщенной надежностью. Другими словами, крупные агломераты и посторонние включения, прощедШие через питающий канал 7 в предлагаемый мультигидро- циклон, не смогут засорить входные патрубки и выгрузочные песковые отверстия 16, отверстие 21 и общий песко- вый патруоок 15. Песковые отверстия 16 сепарирующих алементов 2 и 8 не могут засориться твердь/ми частицами вообще ни при каких условиях, так как по ходу обработки суспензий сепарирующие элементы находятся после гидроциклона предварительного разделения 17. Одновременно значительно повыщ,ается эффективность разделения концентрированных суспензий в предлагаемом мультигидроциклоне за счет того, что наиболее грубая часть твердой фракции вьщеляется в центральном гидроциклоне больщого размера, а наиболее тонкая (мелкая) часть фракции выделяется в периферийных сепарирующих элементах меньщего диаметра, рассчитанных на мелкое граничное зерно К тому же в данном мультигидроциклоне периферийные гидро- циклонные элементы работают уже на обедненной малоконцентрированной суспензии, поэтому условия для разделения ее облег чаются. Формула и, зобретения Мультигидроциклон, включающий конический корпус с общим входным патрубком и конусным распределителем, и установ- пенные внутри него попарно объединенные конусные сепарируЕощие элементы, в смежной стенке которых вьшохшены щели, тангенциальные входные патрубки, спивные патрубки, соединенные со сливной камерой, расположенной в верхней части корпуса, и песковые патрубки, соединенные с Песковой камерой, размещенной в нижней части корпуса, о т п и ч ю щ и и с я тем, что, с целью повььщения эффективности разделения путем. предотвращения забивки Песковых патруб ков сепарирующих элементов крупными агломератами, он снабжен установленным as-.f 388 в центральной части корпуса и соединенным с тангенциальными входными патрубками сепарирующих элементов дополнительным гидроциклоном со сливным па- трубком, в котором размещен конусный распределитель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент ФРГ № 1058470, кл. 12 d 1/О1, 1959. 2.Заявка ° 2396384/23-26, кл. В С4 С 5/24, 06.08.76 г., по которой принято рещение о выдаче авторского свидетельства. gspC/fftit/A