Турбоциклон Советский патент 1982 года по МПК B04C9/00 

(З) ТУРБОЦИКЛОН

. 1 . Изобретение относится к устройствам для проведения гидромеханических процессов разделения пульп, суспензий, эмульсий и может быть использовано в пищевой, лакокрасочной, микробиологической, химической, нефтехимической промышленностях и ряде других отраслей народного хозяйства.

Известен турбоциклон, содержащий корпус с расположенной внутри него на полом вращающемся валу турбиной, сепарирующие пластины, установленные вдоль образующей вала под углом к радиусу .

Недостат ком такого турбоциклона является сравнительно невысокая эффективность разделения вследствие низких скоростей вращения суспензий в аппарате.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является турбоциклон, содержащий цилиндроконический корпус

с входным патрубком и патрубками отвода осветленной и сгущенной фракций, вставку и расположенную в цилиндрической части корпуса турбинку с лопастями 2.

Недостаток известного турбоциклона - невысокая эффективность разделения при работе на концентрированных тонкодисперсных суспензиях.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения пульп, суспензий и эмульсий за счет обеспечения высоких тангенциальных скоростей потока по всей высоте турбоциклона.

15

Указанная цепь достигается тем, что в турбоциклоне, содержащем цилиндроконический корпус с входным патрубком и патрубками для отвода осветленной и сгущенной фракций, вставку и расположенную в цилиндрической части корпуса турбинку с лопастями, вставка выполнена в виде усеченного конуса с тангенциальными щелями вдоль

его образующей, снабжена трубкой вывода промежуточного продукта, присоединенной к меньшему основанию конуса, а большим основанием жестко связана с лопастями турбинки, при этом вставка расположена коаксиально внутри конической части корпуса.

На фиг. 1 представлен турбоциклон общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б

на фиг. 1; на фиг. Л - разрез В-В на фиг. 1,

Т рбоциклон с конической вставкой включает в себя цилиндроконический корпус 1 с пи тающим патрубком 2, патрубком 3 для отвода сгущенной фракции и патрубком k для отвода осветленной фракции, являющимся одновременно валом, на котором укреплены лопасти 5 турбинки, расположенной в цилинд рической части корпуса 1. В конической части коаксиально корпусу аппарат расположен 5сеченнь1й конус 6 с трубкой 7 вывода промежуточного прорукта и тангенциальными щелями 8 вдоль его образующих, причем большим основанием в vтренНИИ усеченный конус жестко связан с лопатками турбинки, зращаясь вместе с ними.

Турбоциклон работает следующим образом.

Пульпа, суспензия или эмульсия через питающий патрубок 2 тангенциально под давлением или самотеком подается в верхнюю часть корпуса 1 и дополнительно, раскручивается вращающимися лопастями 5 турбинки. Под действием центробежных сил инерции твердые частицы или гльбуяы эмульсии с большим удельным весом перемещаются к стенкам аппарата и по винтовой спиральной траектории а пространстве между конической частью корпуса 1 и внутренним усеченным конусом 6 спускаются в нижнюю часть аппарата, откуда эта сгущенная фракция .выводится через патрубок 3 причем жестко связанный с лопастями 5 турбинки и вращающийся вместе с ним с такой же угловой скоростью усеченный, конус 6 еще сильнее закручивает поток в конической части аппарата и увеличивает тем самым пропускную способность турбоциклона. Кроме того, наличие вращающегося конуса 6 препятствует перемещению твердых частиц или тяжелых глобул эмульсии и вовлечению их в восходящий поток в приосевой зоне

аппарата, тем самым снижая унос этих частиц (или тяжелых глобул) с осветленной фракцией через выводящий патрубок 4.

Частицы твердой фазы суспензии меньших размеров или мелкие глобулы тяжелой фазы эмульсий, недостигшие пристенной области в цилиндрической части аппарата, также перемещаются вниз по винтовой спиральной траектории и попадают во внутреннюю полость аращаюцегося усеченного конуса 6. Дальнейший процесс разделения этих фракций протекает во вращающемся гидроциклоне меньшей геометрии (конусе 6) при больших значениях центробежных сил инерции, а следовательно, и .центробежного фактора разделения. Усеченный конус 6, вращающийся с yi- ловой скоростью лопастей 5 турбинки, подкручивая поток. Дает возможность поддерживать высокие значения тангенциальной скорости по всей высоте аппарата. Твердые частицы суспензий или глобулы тяжелой фазы эмульсии, отброшенные к внутренней стенке конуса 6 и опускающиеся вниз внутри этого усеченного конуса, отводятся через тангенциальные щели 8 в пространство между усеченным конусом 6 и конической частью корпуса 1 аппарата и, сливаясь (объединяясь) с внешним потоком, содержащим наиболее крупные по разме.ру частицы, отводятся через патрубок 3 как сгущенная фракция. Тангенциальные щели 8 выполнены по направлению вращения потока, что обеспечивает отвод частиц из внутренней полости конуса 6 и одновременно препятствует попаданию в эту полость частиц из внешнего потока, перемещакнцегося по кольцевому зазору между конической частью аппарата и внутренним усеченным кону.сом 6. Частицы твердой фазы суспензии (или глобулы тяжелой фракции эмульсий) промежуточной крупности неотсепарированные через тангенциальные щели В конуса 6, удаляются через трубку 7 в нижней части аппарата. Осветленная фракция выводится из турбоциклона в восходящем потоке через вращающийся патрубок - вал .

Таким образом, оснащение турбоциклона с конической вставкой внутренним усеченным конусом с трубкой вывода промежуточной фракции и тангенциальными щелями вдоль его образующих, жесткая связь этого конуса с вращающимися лопатками турбинки и расположение его коаксиально корпусу аппарата позволяет осуществить двойную очистку разделяемых пульп, суспензий и эмульсий в одном аппарате, стабилизировать высокие значения тангенциальной скорости потока по всей высоте турбоциклона, создать в конической части аппарата высокоинтенсивное це нтробежное поле с большими значениями фактора разделения и тем самым существенно повысить показатели эффективности « азделения различных двухфазных неоднородных систем в такого рода устройствах.

Формула изобретения

ТурбоцИкпон, содержащий цилиндроконический корпус с входным и выходными патрубками отвода осветленной и сгущенной фракций, вставку и расположенную в цилиндрической части корпуса турбинку с лопастями, о тличающий ся тем, что, с целью повышения эффективности разделения пульп, суспензий и эмульсий за счет обеспечения высоких тангенциальных скоростей потока по всей высоте турбоциклона, всташ а выполнена в виде усеченного конуса с тангенциальными щелями вдоль его образующей, снабжена трубкой вывода промежуточной фрак;ции, присоединенной к меньшему основанию конуса, а большее основание конуса жестко связано с лопастями турбинки, при этом вставка расположена коаксиально внутри конической части корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 367895, кл. В Oi С 3/00, 1970.