Мультигидроциклон Советский патент 1981 года по МПК B04C5/28 

стеренчатые пары будут неработоспособны. Наиболее близким к изобретению по технической суииюсти и достигаемому результату является мультигидроциклон, содержащий питающий, коллектор, установленные по оси аппарата одна над другой напорную, сливную и песковую камеры и расположенные вокруг них едииичные сепарирующие элементы с тангенциальными входными патрубками, примыкающими к напорной камере и имеюиц.ми запорные устройства, сливными и Песковыми иатрубками 3. Такой мультигидрониклои работает следующим образом. Через общую питающую камеру исходная суспензия под напором распределяется посредством тангенциальных входных патрубков но единичным гидроциклонам, где происходит разделение еуспензии со сбором и дальнеищим транспортированием сгущенной и осветленной фракций соответственно через общие песковую и сливную камеры. Сливная и песковые камеры работают без противодавления со сбросом про- 25 дуктов самотеком. При этом, если требуется отключить один из единичных гидроциклонов, в мультигидроциклоне нужно перекрыть запорное устройство (вентиль) на входе (на тангенциальном патрубке).зо Открытием вентиля единичный гидроциклон снова включается в работу. При работе на обычных суспензиях эти операции осуществляются просто и легко. В случае забивки одного из единичных гидроцикло- 35 нов со стороны пескового патрубка индивидуальным отключением необходимо прочистить его и снова пустить в работу. Однако известное устройство при работе на суспензиях с твердой фазой, способной 40 к налипанию и слеживаемости имеет существенный недостаток. Этот недостаток проявляется в том, что в питающих тангенциальных патрубках единичных гидроциклонов в зоне патрубка от питающего коллек- 45 тора до вентиля (задвижки) после его закрытия образуется мертвая зона, в которой твердая фаза оседает, слеживается и комкуется, а в момент последующего открытия эта скомковавщаяся твердая фаза, в лучщем случае, при пуске забивает песковый патрубок единичного гидроциклона, а, в худщем случае, при длительном отключении единичного гидроциклона полностью забивает отросток патрубка до вентиля 55 твердой скомковавщейся массой. В качестве примера суспензий с твердой фазой подобного типа можно назвать суспензию комплекса карбамида с парафином, где жидкой фазой является дизельное топ- 50 ливо и бензин, а твердой - комплекс карбамида с парафином. Другим недостатком известного мультигидроциклона является отсутствие на входе в аппарат устройства для защиты единич- 65 ных гидроциклонов от забивки инородными твердыми включениями, которые в процессе работы могут забивать нижние несковые патрубки гидроциклонов с меньИ1ИМИ проходными сечениями. Цель изобретения - повыщение надежности мультигидроциклона в работе за счет предотвращения образования застойных зон в тангенциальных входиых патрубках. Эта цель ,.с)стигается тем, что в питающем торообразиом коллекторе с внутренней его стороны расположены радиальные патрубкн, сообщающие полость его с нанорной камерой, и снаружи таигенциально к коллектору примыкает патрубок подачи исходной суспензии, а тангенциальные входные патрубки единичных гидроциклонов до запорного устройства снабжены циркуляциоииыми трубами, примыкающими своим верхним концом к ним снизу в непосредственной близости к запорному устройству, а нижним концом наклонно по ходу движения исходной суспензии к радиальным патрубкам, отходящим от коллектора. Благодаря такому конструктивному исполнению осуществляется вращение исходной суспензии в торообразном коллекторе, где инородные и кусковые агломераты под действием центробежных сил прижимаются к наружной поверхности, а подача очищенной от них суспензии - через радиальные патрубки в напорную камеру и далее через тангенциальные патрубки на разделение в единичные гидроциклоны, Одновременно при отключении одного из гидроциклонов путем перекрытия вентилей на тангенциальном и сливном патрубках исходная суспензия в тангенциальном патрубке до вентиля, имея скоростной напор, направляется по циркуляционной трубе и объединяется с исходным потоком. Поскольку скоростной напор, имеющий место в тангенциальных патрубках, накладывается на статический, то давление в верхнем конце циркуляционной трубы будет больще, чем в месте наклонного примыкания ее своим концом к радиальному патрубку по ходу движения суспензии, поэтому образуется направлепный сверху вниз циркулирующий поток исходной суспензии, исключающий застойную зону в тангенциальном патрубке перед вентилем, и, как следствие этого, исключается оседание твердой фазы суспензии, ее слеживаемость и комкование. Таким образом исключается нарущение нормального режима работы мультигидроциклона при отключениях единичных гидроциклонов и повторном их включении, обеспечивается надежность работы в стационарном режиме. На фиг.. 1 представлен мультигидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Мультигидроциклон состоит из единичных гидроциклонов 1 со входным (тангенциальным) 2, сливным 3 и Песковым 4 патрубками, расположенных по периметру окружности вокруг центральной несуш.ен стойки 5, общей песковой камеры 6 с п трубком 7 для выгрузки сгущенной суспензии, крышки 8 с сальниковым устройством 9, торообразного сливного коллектора 10, к которому примыкают сливные патрубки 3, патрубка 11 для отвода осветленной сусцензин. Коллектор 10 жестко закреплен на центральной несущей стойке 5 с помощью радиальных ребер 12.

В горизонтальной плоскости ннже входных патрубков 2 единичных гидроциклонов внутри объема, образованного корпусами единичных гидроциклонов, соосно с центральной несущей стойкой 5 мильтигндроциклон снабл ен полым торообразным коллектором 13 с патрубком 14 подачи исходной суспензии, которая тангенциально примыкает к наружному диаметру коллектора 13, и радиальными патрубками 15, которые соединяют полость коллектора 13 с полостью напорной камеры 16 касательно к коническому обтекателю 17, отсекающего полость песковой 6 и напорной 16 камер. Верхняя часть напорной камеры 16 имеет конический рассекатель 18, по касательной к конусу которого примыкают тангенциальные входные патрубки 2 единичных гидроциклонов 1. Тангенциальные патрубки 2 снабжены запорными кранами 19, а слнвные патрубки 3 запорными кранами 20, с помощью которых единичные гидроциклоны 1 выключаются из работы мультигидроциклона. При этом тангенциальные натрубки 2 единичных гидроциклонов 1 со стороны нанорной камеры 16 в непосредственной близости к запорному устройству крана 19 и снизу снабжаются циркуляцио нымн трубами 21, которые нижним концом примыкают наклонно по ходу движения исходной суспензии к радиальным патрубкам 15. Полость питающего торообразного коллектора 13 при помощи трубы 22 и крана 23 сообщаются с полостью песковой камеры 6.

Работа мультигидроциклона осуществляется следующим образом.

Исходная суспензия под избыточным давлением по тангенциальному патрубку 14 подается в торообразный коллектор 13. Содержащиеся в исходной суспензии агломераты и другие посторонние твердые включения (например, окалнна, остатки сварки) за счет сужения тангенциального патрубка получают траекторию дальнейшего движения, диаметр которой по крайней мере не больще диаметра оси торообразного коллектора, а при дальнейшем движении как частицы с большей массой под действием центробежной силы отбрасываются к наружной образующей торообразного ка1лектора. С уменьшением размеров частиц уменьшается и диаметр траектории вращения, а в зоне, близкой к внутреннему диаметру торообразного коллектора 13, т. е. там, где расположены радиальные наклонные патрубки 15, располагаются наиболее мелкие частицы. Такое распределение частиц по их размерам по поперечному сечению торообразного коллектора 13 сохраняется постоянно, так как нет снлы для перераспределения частиц, способной вынести крупные частицы в зону, откуда по наклонным радиальным патрубкам 15 происходит непрерывное вытеснение очищенной от агломератов суспензии. В напорной камере 16 центральной стойки суспензия, освобожденная от крупных агломератов, способных забить песковые насадки единичных гидроциклонов, объединяется в общий поток и направляется вверх, где рассекателем 18 вновь перераспределяется и по тангенциальным патрубкам 2 при открытых запорных кранах 19 и 20 подается в единичные гидроциклоны, в которых под действием центробел ной силы происходит разделение суснензии на сгущенную и осветленную части; Сгущенная часть по патрубкам 4 попадает в песковую камеру 6 и через патрубок 7 удаляется, а осветленная часть по патрубкам 3 попадает в коллектор 10 осветленной суспензии и через патрубок 11 удаляется из мультигидроциклона. При необходимости отключения одного из единичных гидроциклонов I (это требуется цри снижении производительности мультигидроциклона без потери давления на входе) перекрывают запорные краны 19 и 20. В момент перекрытия запорного крана 19 скоростной поток исходной суспензии двигается по схеме; тангенциальный патрубок 2 (до запорного крана 19) - циркуляционная труба 21-радиальный патрубок 15 - напорная камера 16 - тангенциальный патрубок 2. Такая циркуляция достигается тем, что в месте примыкания наклонной циркзляционной трубы 21 к радиальному патрубку 15 существует только статическое давление. В то же время в месте примыкания циркуляционной трубы 21 к тангенциальному патрубку 2 в момент перекрытия запорного крана 19 накладывается дополнительно скоростной напор, что и обуславливает циркуляцию исходной суспензии, исключает мертвую зону в тангенциальном патрубке 2, а следовательно предотвращается возможность оседания и слеживаемостн твердой фазы с образованием закупорки.

Это очень важно при работе на суспензиях, твердая фаза которых способна к слежнванию, налипанию и комкообразованию (например, сзспензии комплекса карбамида с парафином).

Ориентировочный экономический эффект от внедрения в производства одного мультигидроциклона составит 223 тыс. руб.