Гидроциклон Советский патент 1982 года по МПК B04C5/103 B04C5/18 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и классификации материалов по крупности в центробежном поле и может .быть использовано в химической, горнорудной, лакокрасочной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с крыщкой и днищем, устройства для ввода исходной суспензии и вывода продуктов разделения, вытеснитель 1.

Недостатками известного гидрациклона являются вынос частиц твердого материала в центральную зону вследствие того, что радиальная скорость движущихся частиц имеет направление, противоположное направлению действующей на них центробежной силы инерции, а также значительное снижение тангенциальной скорости потока в пристенной зоне, вызванное трением потока о стенки гидроциклона. В результате этого ухудшается эффективность разделения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату ,к предлагаемому гидроциклону является гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, коаксиально установленный в корпусе вытеснитель с прорезями с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения поршнем, патрубки ввода исходной суспензии и вывода продуктов разделения |2.

Недостатком такого гидроциклона является малая эффективность разделения суспензий, обусловленная невозможностью точной классификации по крупности материалов твердой фракции.

Цель изобретения - повыщение эффективности разделения путем обеспечения качественной классификации материалов твердой фракции.

Поставленная цель достигается тем, что гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, коаксиально установленный в корпус вытеснитель с прорезями с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения поршнем, патрубки ввода исходной суспензии и вывода продуктов разделения, снабл ен цилиндрической вставкой, установленной с возможностью вращения под действием потока обрабатываемой суспензии вокруг оси вытеснителя, криволинейными направляющими планками и кольцевой камерой с патрубком ввода промывной жидкости, размещенной вокруг верхней части корпуса, выполненной с вертикальными тангенциальными прорезями, направленными внутрь корпуса.

Целесообразно криволинейные направляющие планки раеполагать на наружной поверхности вытеснителя между его прорезями.

На фиг. 1 изображен гидропиклон; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3- внд Б 1ФИГ. 2.

Гидроцпклон содержит цилиндрический корпзс 1 с .крышкой 2 и днии1ем 3, коаксиально располол енный в этом корпусе вытеснитель 4 с тангенциальными прорезями 5 в верхней его части и направляющими криволинейными планками 6, образующими единые каналы для придания выходящей исходной суспензии вращательного движения, поршень 7, перемещающийся внутри полого вытеснителя 4, устройство 8 для вывода продуктов разделения, выполненное в виде каналов, разделенных сплощными перегородка.ми 9, внутреннрою цилиндрическую встав1ку 10 с крышкой 11, установленную с возможностью - свободного вращения вокруг оси вытеснителя 4, кольцевую камеру 12, расположенную в верхней части корпуса 1, с входным патрубком 13 для подачи промывочной жидкости и вертикальными тангенциальными щелями 14, направленными внутрЕз корпуса 1.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная суспензия поступает под избыточным давлением в верхнюю часть вытеснителя 4, выбрасывается через вертикальные прорези 5 в .корпус 1, закручивается и перемещается в направлении вытеснителя 4 к стенке корпуса 1. С целью увеличения скорости вращения исходиой суспензии этот вытеснитель снаружи в верхней части снабжен криволинейиыми направляющими плаиками 6, образующими с прорезями 5 единый канал для закручивания иотока. В закрученном потоке суспензии происходит распределение части;ц твердого материала по радиусу гидроциклона в зависимости от крупности и удельного веса. Поскольку исходную суспензию вводят в центральную часть .корпуса 1, радиальная составляющая скорости направлена не к центру, как в прототипе, а к стенкам гидроциклона. Совпадение направлений действую.щей на частицы твердого материала центробежной силы инерции и радиальной скорости перемещения частиц существенно повыщает эффективность разделения и улучшает качество классификации суспензии. Частицы твердого материала движутся от вытеснителя 4 к стенкам вставки 10 и сгущенный пото.к выводится через наружный канал устройства 8, промежуточный поток, содержащий фракцию частиц среднего размера - через центральный канал, а осветленный продукт - через канал, расположенный у вытеснителя 4. Причем для того, чтобы в пристенной

зоне не происходило резкое снижение значений тангенциальной скорости потока, гндроциклон снабжен вставкой 10, которая под действием потока вращается вместе с ним вокруг вытеснителя 4, сводя .к минимуму отрицательиое влияние сил трения, что также позволяет повысить эффективность разделения и классификации.

Для придания встав1ке 10 некоторой начальной скорости вращения, а также для предотвращения попадания частиц твердого материала между стенкой корпуса 1 и вставкой 10, что может привести к прекращению вращения последней, гидроциклон

снабжен .камерой 12, расположенной вокруг верхней части корпуса 1. Отмывочная жидкость поступает в эту камеру через патрубок 13, а затем через щели 14 камеры 12, направлепные внутрь корпуса 1, попадает в кольцевое пространство между корпусом 1 и вращающейся вставкой 10. Закрученный поток промывочной жидкости перемещается по нему к днищу 3 и удаляется по пристенному каналу устр.ойства 8,

осуществляя отл-гывку сгущенного продукта.

Производительность гидроциклона и скорость движения частиц твердой фазы регулируются величиной давления на входе в вытеснитель 4 и изменением положения поршня 7, который либо перекрывает, либо открывает свободное для вывода суспензии из вытеснителя 4 сечение нрорезей 5.

Наличие вставки позволяет не только снизить гидравлическое сопротивлеиие гиддроциклона за счет уменьщения трения между вращающимся иото.ком и вставкой, но и поддерживать нрактическ|и постоянную

величину тангенциальной скорости по всему сечению гидроциклона. Гашение тангенциальной скорости у стенок гидроциклонапрототииа ведет к резкому снижению центробежного фактора за счет значительных

касательных напряжений на стенках, что может ири онределенных условиях вызвать значительные турбулентные пульсации и унос твердого материала из пристенной зоны. Причем наличие закрученного потока между вставкой 10 и стенкой корпуса 1 позволяет не только предотвратить заклинивание этой вставки, но и регулировать скорость ее вращения. Теоретически определено повышение эффективности предлагаемого гидр&циклона с внутренней цилиндрической вставкой по сравнению с гидроциклоном-нрототипом на 7-10%.

Формула изобретения

1. .Гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с крыщкой и днищем, коаксиально установленный внутри корпуса 65 вытеснитель с прорезями с размещенным

внутри него с возможностью осевого перемещения поршнем, патрубки ввода ис ходной суспензии и вывода продуктов разделения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения путем обеспечения качественной классификации материалов твердой фракции, он снабжен цилиндрической вставкой, установленной с возможностью вращения под действием потока обрабатываемой суспензии вокруг оси вытеснителя, ,криволинейными направляющими планками и .кольцевой .камерой с патрубком ввода промывной .жидкости, размещенной вокруг верхней части корпуса, выполненной с вертикальными тангенциальными прорезями, направленными внутрь корпуса.

2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что криволинейные направляющие планки расположены на наружной поверхности вытеснителя между его прорезями.

Источни1ки информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР Alb 707610, кл. В 04 С 5/16, 1980.

2.Авторское свидетельство СССР № 656667 кл. В 04 С 11/00, 1977 (прототип).

Вид 6