Комбинированный гидроциклон Советский патент 1980 года по МПК B04C5/26 

(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ГИДРОЦИКЛОН

Изобрете1 ие относится к устройствам центробежного разделения неоднородныхдисперсных систем, конкретно к устройству для центробежного разделения твердой и жидкой фаз суспензией с использованием гидроциклонов и может найти широкое применение в металлообрабатывающей, металлургической, химической, - целлюлозно-бумажной, горнорудной, пищевой и других отраслях промышленности для высокопроиз Uи.tft, водительнои и качественной очистки жидкостей и обогащения полезных ископаемых. Известен гидроциклон, включающий корпус с выходным патрубком и камерой отходов, в котором установлен поворотный стакан. Внутри стакана размещен обратный усе-, ценный конус с выходной трубой, расположенной соосно вьгходному патрубку гидроциклона 1. Недостатком данного устройства является малая эффективность разделения, обусловленная тем, что мелкие частицы уносятся в слив. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комбинированный гидроциклон, включающий соединенные тангёнц иаттКным пройежуточным патрубком основной цилиндроконический И перечистной цилиндрический гидроциклон, тангенциальный входной патрубок и патрубки отвода продуктов разделения 2 Недостатком этого устройства является йалая эффективность разделения, обусловленная тем, чтопроисходит перемешивание предварительно разделенных потоков внутри тйдрадйкадй г ™ : Цель изобретения - повышение эффективности разделения путе.м исключения перемиещивания предварительно разделенных потоков и создания установивщихся вращающихся потоков. Поставленная цель достигается тем, что комбинированный гидроциклон снабжен перёгородкой, разделяющей тангенциальный, промежуточный патрубок на каналы отвода мелкой и крупной фракций, и полыми цилиндрами, первый из которых установлен концентрично в нижней части перечистного гидроциклона, а второй концентрично в верхней части основного гидроциклона, приэтом каналы отвода мелкой и крупной фракций соединены с полостью первого цилиндра и

кольцевой полостью между нижней частью корпуса перечистного гидроциклона и первым цилиндром соответственно.

На фиг. 1 представлен комбинированный гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Комбинированный гидроциклон представляет собой сборную конструкцию и включает основной цилиндрический гидроциклон 1 с входным тангенциальным патрубком 2. В нижней части гидроциклона 1 установлен цилиндр 3, разделяющий ее на две полости 4 и 5. Основной гидроциклон 1 соединен через промежуточньгй тангенциальный патрубок 6 с перечистным цилиндроконическим гидроциклоном 7, имеющим патрубок сброа сгущенной фракции 8. Концентрично цилиндрической части перечистного гидроциклона 7 установлен цилиндр 9, размещены распределитель 10, крыщка 11, сливной патрубок 12.. Тангенциальный промежуточный патрубок 6 разделен перегородкой 13 на две канала 14 и 15. Для соединения основного гидроциклона 1 с днищем 16 предусмотрен винт 17.

Комбинированный гидроциклон работает следующим образом.

Исходная суспензия подается под давлением через тангенциальный сужающий патрубок 2 в основной цилиндрический гидроциклон 1, в котором она интенсивно начинает вращаться . При вращении суспензии Б гидроциклоне из-за наличия центробежных сил частицы крупных фракций отбрасы-. ваются к стенкам и вместе с внещним потоком заполняют в нижней части полость 4. Частицы мелкой неразделенной фракции, вращаясь с внутренним потоком, попадают в полость 5, отделенную от полости 4 цилиндром 3. Каждая полость соединена с перечистным гидроциклоном 7 промежуточным тангенциальным патрубком 6, разделенным перегородкой 13 на два изолированных друг от друга сужающихся к гидроциклону канала 14 и 15. Жидкость с частицами мелкой фракции из внутренней полости 5 основного гидроциклона 1 поступает по тангенциальному патрубку через канал 15 по касательной в гидроциклон 7 под скос распределителя 10, имеющего винтовую поверхность для направления потока и вращается в цилиндрической части у стенок гидроциклона, образуя внешние слои нисходящего потока. Частицы мелких фракций начинают отбрасываться к стенкам гидроциклона. Жидкость с частицами крупной фракции движется из полости 4 основного гидроциклона 1 по тангенциальному патрубку 6 через канал 14 по касательной к внутренним слоям нисходящего потока гидроциклона, разделённого в верхней части от внещних слоев нисходящего потока цилиндром 9. Под цилиндром 9, исключающим перемещивание обоих потоков, внутренние и внещние слои нисходящего потока после установившегося вращения встречаются. Частицы крупных фракций, степень разделения которых составляет 100%, продолжают отбрасываться к стенкам гидроциклона, проходя внещние слои нисходящего потока гидроциклона и захватывая с собой мелкие частицы. При движении вниз сгущенная фракция сбрасывается через патрубок 8 для обезвоживания, а осветленный продукт вместе с восходящим потоком перечистного гидроциклона 7 направляется через распределитель 10 и сливной

0 патрубок 12 в слив или к потребителю.

Благодаря наличию в нижней части основного гидроциклона 1 двух полостей соответственно для жидкости с частицами крупной и мелкой фракций, промежуточного тангенциального патрубка, имеющего два изолированных друг от друга канала, а также наличию в гидроциклоне скоса у распределителя и цилиндра, Концентрично установленного в цилиндрической части перечистного гидроциклона, частицы мелких фракций начинают двигаться в гидроциклоне уже близко от его стенок. Кроме того, при вращении жидкости с частицами крупной фракции во внутреннем потоке, имеющем меньший радиус вращения, чем присгенный поток, центробежная сила, действующая на

S частицы крупной фракции, будет больщой и достаточной, чтобы отбросить эти частицы практически полностью к стенкам гидроциклона. При движении к стенкам гидроциклона частицы крупных фракций захватывают и мелкие частицы, уже вращающиеся в пристенном нисходящем потоке, в связи с чем эффект разделения частиц мелкой фракции еще более усиливается.

Подача жидкости с неразделенной мелJ кой фракцией во внешние слои и жидкости с крупной фракцией во внутринние слои нисходящего потока в гидроциклоне повышает эффективность окончательного разделения суспензии, особенно в гидроциклонах большего диаметра примерно на 40%. 0

Формула изобретения

Комбинированный гидроциклон, включающий соединенные тангенциальным промежуточным патрубком основной цилиндрический и перечистной цилиндрический гидроциклоны, тангенциальный входной патрубок и патрубки отвода продуктов разделения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения путем исключения перемещивания предварительно разделенных потоков и создания установивщихся вращающихся потоков, он снабжен перегородкой, разделяющей тангенциальный промежуточный патрубок на каналы отвода мелкой и крупной фракций, и полыми цилиндрами, первый из которых установлен Концентрично в нижней части перечистного ггидроциклона, а второй Концентрично в