Гидротурбоциклон Советский патент 1981 года по МПК B04C9/00 

(54) ГИДРОТУРБОЦИКЛОН

Изобретение относится к технике очистки жидкостей от механических примесей, в частности для отделения выбуренной породы из бурового раствора, и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где необходима очистка от механических примесей жидкостей при их повторном использовании. Известно устройство для очистки буровых растворов, включающее полый вал с укрепленными на нем лопастями, привод вала, его подшипниковые опоры, фильтр в виде сетки, соединенной с приводом виброколебаний 1. Ненадежность данного устройства обуславливается вибрирующей сеткой, а также малой эффективностью разделения. Известен также гид роту рбо цикл он, состоящий из цилиндроконического корпуса с тангенциальным входным патрубком, патрубками отвода, вала, установленного соосно внутри корпуса на опорах и радиальных стяжках с укрепленными на нем с возможностью вращения лопатками и полым цилиндрическим фильтрующим элементом 2. Недостатком такого гидротурбоциклона является не полный и не качественный отбор осветленной фракции. Наиболее близок к предлагаемому гидротурбоциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубками отвода очищенной жидкости и шлама, установленный соосно внутри корпуса на опорах с укрепленными на нем лопатками, полый фильтрующий элемент, приводимый во вращение электродвигателем 3. Однако такой гидротурбоциклон характеризуется рядом недостатков, возникающих в процессе очистки жидкости. Незначителен эффект центробежного разделения от вращения лопатки. Возможны значительные утечки очищаемой жидкости во время разгрузки щлама. Цель изобретения - повыи ение качества очистки и предотвращение утечек и разлива бурового раствора. Поставленная цель достигается тем, что гидротурбоциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубками отвода очищенной жидкости и шлама, размещенный внутри корпуса полый ротор с сетчатым фильтром и ходовым винтом внутри ротора, клиноременную передачу с электродвигателем, снабжен отсекателем, затвором с приводом, коническими перегородками и крыльчатками, при этом отсекатель размещен в нижней части полого ротора, который ходовым винтом соединен с отсекателем и затюром, а крыльчатки установлены по высоте ротора ступенчато с уменьшающимися в направлении снизу вверх диаметрами.

Целесообразно отсекатель снабжать ограршчителем и концевым выключателем, при этом отсекатель посредством концевого выключателя соединен с приводом затвора.

На фиг. 1 представлен гидрагурбоциклон, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, вид сверху.

Гидротурбоциклон представляет собой цилиндроконический корпус 1, в котором установлен полый ротор 2 с сетчатым фильтром 3 от электродвигателя 4 через клиноременную передачу 5. По высоте ротора 2 крепится с возрастанием диаметра набор крыльчаток 6, причем верхняя установлена под сальником 7. В нижней части ротора 2 установлен отсекатель 8, соединенный с ходовым винтом 9, на который насажена приводная гайка 10 с фиксатором 11, находящиеся внутри патрона 12, закрепленного на роторе 2. Приводная гайка 10 работает в паре с ходовым винтом 9 и связана с фиксатором 11 подпружиненным диском с кулачками, соединенным через тягу с рукояткой.

Свободный конец ходового винта 9 содержит ограничитель 13, контактирующий в нижнем положении с концевым выключателем 14, соединенным с электроприводом затвора 15.

В нижней конической части гидротурбоциклона установлены щелевые конические перегородки 16. Вверху цилиндрической части корпуса 1 и полого ротора 2 крепится сборный лоток 17.

Устройство работает следующим образом.

Буровой раствор с выбуренной породой через тангенциальный входной патрубок поступает в цил1 шдрическую часть корпуса 1 гидротурбоциклона, внутри которого вращается полый рагор 2 с сетчатым фильтром 3, приводимый во вращение через клиноременную передачу 5 электродвигателем 4, и с помощью закрепленных ступенчатых крыльчаток 6 создается вращение потока очищаемой жидкости. Ступенчатая установка крыльчаток 6 создает благоприятные условия для раздела крупных частиц, а верхняя крыльчатка работает еще и как бесконтактное уплотнение.

Из-за повыщенной вязкости очищаемого бурового раствора скорость его движения в межкольцевом пространстве между ротором 2 и стенкой гидротурбоциклона уменьшается, в связи с чем снижается центробежный эффект очистки, но установкой по высоте полого ротора 2 крыльчаток 6 с возрастающими диаметрами стабилизируется и сохраняется величина вращения потока.

Тяжелые механические примеси отбрасываются к цилиндрической стенке корпуса 1 и опускаются вниз в кошческую часть корпуса 1, в которой установлены щелевые конические перегородки 16, уменьщающие турбулизацию потока и обеспечивающие стабильность оседания мехашческих примесей. Очищенный раствор через сетчатый фильтр 3 ротора 2 поступает в сборный лоток 17, откуда забирается для повторного использования.

Выгрузка щлама в гидротурбоциклоне осуществляется периодически в зависимости от накопления выбуренной породы и производится поворотом рукоятки фиксатора 11. Кулачки диска последнего, попадая в пазы патрона 12, приводят ю вращение гайку 10, перемещающую ходовой винт 9 с отсекателем 8 и ограничителем 13.

При достижении отсекателем 8 конических стенок корпуса 1, ограничитель 13 нажимает на рычаг концевого выключателя 14 и, тем самым, включает привод затвора 15 и выключает электродвигатель 4 с последующим его реверсивным выключением.

Открытие затвора 15 позволяет опорожнить отсеченное щламовое пространство, а за счет реверсирования электродвигателя4 происходит закрытие затвора 15. Отсекатель 8 перемещается вверх и при достижении крайнего положения останавливается посредством другого концевого выключателя. При этом электродвигатель 4 переключается на прежний рабочий режим.

Таким образом, в гидротурбоциклож не происходит утечек и разлива бурового раствора. Наличие отсекателя с его фиксированными положениями создает раздел выбуренной породы от всего объема бурового раствора в установке без выключения последнего, что повышает производительность и качество очистки.

Формула изобретения

55 он снабжен отсекателем, затвором с приводом, коническими перегородками и крыльчатками, при этом отсекатель размещен в нижней части полого ротора, который ходовым винтом соединен с отсекателем и затвором, а крыльчатки установлены по высоте ротора ступенчато с уменьшающимися в направлении снизу вверх диаметрами.

принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 610565, кл. В 04 С 9/00, 1967.