Гидроциклон Советский патент 1982 года по МПК B04C3/06 

(54) ШДРОЦИКЛОН

1

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов разделения пульп, суспензий и несмешивающихся жидкостей в центробежном поле и может быть использовано в химической, нефтехимической, горнообагатительной, угольной, цементной, целлюлозно-бумажной промьпдленности и других отраслях народного хозяйства.

Известен гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубками для отвода осветленной и сгущенной фракций, регулирующий клапан в виде резиновой манжеты, установленный на патрубке для отвода сгущенной фракции 1 .

Недостатком этого гидроциклона является невозможность проведешш регулировки по осветленному продукту, что в значительной степени сказывается на качественных показателях разделения и способствует нежелательному уносу твердой фазы из аппарата при осветлении суспензий.

Известен также гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубком для отвода разделенных фракций и штоком, снабженным игольчатым клапаном и со-. вершающим возвратно-поступательное движение по вертикали 2J .

Недостаток такого гидроциклона заключается в том, что установка регулирующего клапана лишь на одном разгруtoзочном патрубке не позволяет получать требуемого содержания твердой фазы одновременно и в осветленном и в сгущенном продуктах разделения, при этом регулировка состава и качества продуктов разделе15ния осуществляется исключительно за счет перемещения штока с игольчатым клапаном.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к

20 предлагаемому гидроциклону является гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным и Песковым патрубками, расположенный вдоль оси корпуса полый шток с регулирующими клапапами, установленный с возможностью осевого перемещения f 3 В этом гидроциклоне разделяемая суспензия через тангенциальный патрубок подается под избыточным давлением в корпус аппарата, где за счет действия центробежных сил инерции происходит разделение ее на осветленную и сгущенную фракции. Дродукты разделения выводятся из гидроциклона через разгрузочные патрубки. Содержание твердой фазы в осветленном и сгущенном потоках регулируется за счет перемещения регулирующих клапанов, жестко установленных на штоке, вдоль OCJI аппарата. При этом одновременно изменяются кольцевые сечения разгрузочных отверстий для отвода осветленной и сгущенной фракций, что приводит к перераспределению выходящих потоков и изменению содержания твердого материала в них при сохранении неизменной общей производительности гидроциклона. Недостатком этого гидроциклона является невозможность индивидуальной регулировки площади сече1гая кольцевых щелей разгрузочных отверстий. Кроме тог в таком гидроциклоне нел1)3я осуществить саморегулирование процесса разделения наличия жестких клапанов, препятствующих внутреннему перераспределению материала твердой фа;зы в осветленном И сгущенном продуктах, что ограничивает возможность получения проауктов заданных состава и качества. Изменение соотношения площадей разгрузочных отверстий в более щироком диапазоне требует разборки гидроциклона для установки клапанов в оп ределенном положении. Целью изобретения является повьпиение эффективности разделения за счет осущест вления саморегулировки процесса разделения клапанами. Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем цилиндроконгический корпус с тангенциальным входным, сливным и Песковым патрубками расположешгый вдоль оси корпуса полый шток с. peгyлнpyющн ш клапанами, установ ленный с возможностью осевого перемеще ния, клапаны выполнены в виде эластичны кольцевых оболочек, установленных на наружной поверхности полого щтока, имею щего прорези, а гидроциклон снабжен исТОЧ1ШКОМ подачи инертной несжимаемой ишдкости, пргтсоединенным к полому штоку С целью обеспечения независимой индивидуашзной регулировки проходных сечений cjniBHoro и пескового патрубков. псяый шток снабжать разделительной перегородкой. На фиг. 1 изображен общий вид гидроциклона, на фтп. 2 - вариант выполнения саморегулирующихся эластичных клапанов. Гидроциклон состоит из шшиндроконического корпуса 1 с крышкой 2, тангенциального входного 3, сливного 4 и пескового 5 патрубков, приемной камеры 6 сгущенного продукта, полого штока 7 с прорезями 8 и эластичными кольцевыми оболочками 9, закрепленными на этом штоке хомутами 10. Шток 7 может быть снабжен разделительной перегородкой 11, обеспечивающей индивидуальную регулировку площадей сечения проходных отверстий для отвода продуктов разделения, а также каплевидной эластичной оболочкой 12 для саморегулирования процесса разделетш. Этот шток вместе с эластичными оболочками 9 и 12 имеет возможность возвратно-пос:тупательного перемещения вдоль оси корпуса 1. Гидроциклон работает следующим образом. Разделяемая суспензия под давлением подается в корпус 1 через патрубок ,3, расположенный под крьш1кой 2. За счет действия центробежных сил инерции из потока выделяются частицы тяжелой фракции, которые по спиральной траектории перемещаются к стенкам корпуса 1 и затем, двигаясь вниз к камере 6, поступают в нее через кольцевой зазор, образованный стенками корпуса 1 в нижней части конуса и оболочкой 9, закрепленной на щтоке 7 хомутами 10, обеспечивак щими герметичность соединения. Далее сгущенный продукт выводится из камеры 6 через патрубок 5. Поток осветленной жидкости с незначительным содержанием твердой фазы перемещается в центральную зону гидроциклона и выводится из него через патрубок 4., пройдя кольцевой зазор между стенками этого патрубка и верхней оболочкой 9. Шток 7 имеет прорези 8 в местах установки оболочек 9. Регулировка показателей разделения осуществляется за счет подачи инертной несжимаемой жидкости во внутреннюю полость штока 7. Если давление подачи этой жидкости превьш1ает давление в корпусе гидроциклона, то оболочки 9 расширяются, уменьшая площади проходных кольцевых сечений для отвода продуктов разделения, как это показано на фиг. 1 и 2. Давление инертной жидкости в штоке 7, меньшее рабочего давления в гидроциклоне, вызывает сокращение оболочек 9, что пр(ИБояит к увеличению проходных сечений разгрузочных отверстий, а следе , и к измененшо показателей разделения. Этой же цепи служит выполнение штока с возможностью его возврат но -поступательного движения вдоль оси гидроциклона. Наличие перегородки 11 в штоке 7 позволяет осуществлять индивидуальную регутгаровку площадей сечения щелей для отвода осветленной и сгущенной фракций при двусторонней подаче инертной жидкости или газа под разным давлением во внутреннюю полость щтока 7 (фиг. 1). Саморегулировку этих проходных кольцевых сечений можно осуществлять в случае, если рабочее давление в корпусе по высоте гидроциклона неодинаково, что характерно для реальных условий работы шшиндроконических гидроциклонов. Увеличение давления рабочей среды в гидроциклоне в нижней зоне пере камерой 6, вызванное большей плотность суспензии в этой области, приводит к сжатию нижней оболочки 9 (фиг. 1, без перегородки 11) или оболочки 12 (фиг. 2). При наличии несжимаемой жидкости в штоке 7 сжатие нижней оболочки 9 вызывает перемещение (передавливание) этой жидкости в верхнюю часть штока 7 и как следствие этого расширение оболоч ки 9, установленной в зоне патрубка 4 (фиг. 2). При этом одновременно изменяются проходные сечения кольцевых щелей для отвода продуктов разделения, соотношение объемов выходяших потоков и со держание твердой (тяжелой) фазы в них. Таким образом, применение предлагаемого гкдроциклона, снабженного эластичными клапанами, в процессах разделения пульп, суспензий и несмешивающихся жидкостей позволяет оперативно осуществлять как одновременную, так и индивидуальную регулировку объемных расходов сгущенной и осветленной фракций, крупности и содержания тяжелой фазы в них, а также обеспечивает возможность саморегулирования показателей разделения, что особенно важно при обработке суспензий с нестабильным содержанием И крупностью твердой фазы в них. Вьшолнение гидроциклона согласно изобретению позволяет исключить операции демонтажа и монтажа его с целью замены сливных патрубков и Песковых насадков при работе на различных по составу и качеству средах, а также диет возможность получать сгущенный и осветленный продукты требуемой концентрации тяжелой фазы в широком диапазоне изменения свойств разделяемых суспензий, пульп и несмешивающихся жидкостей, что обусловливает эффективность применения таккх. гидроциклонов. Формула изобретения 1 .Гипроциклон, содержащий цилинароко- нический корпус с гангенцильным входным, сливным и Песковым патрубками, расположенный вдоль оси корпуса полый шток с регулирующими клапанами, установленный с возможностью осевого перемещения, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности разделения за счет осуществления саморегулировки процесса разделения клапанами, последние выполнены в виде эластичных кольцевых оболочек, установленных на наружной погверхности полого штока, имеющего прорези, а гидроциклон снабжен источником подачи инертной лесжимаемой жидкости, присоейиненным к полому щтоку. 2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения независимой индивидуальной регулировки проходных сечений сливного и пескового патрубков, полый шток снабжен разделительной перегородкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Поваров А. И. Гидроциклоны на обогатительных фабриках. М., Недра , 1978, с. 188, рис. 6, 4 в. 2.Авторское свидетельство СССР № 38О357, кл. В 04 С 5/181, 197О. 3.Авторское свидетельство СССР № 566633, кл. .В 04 С 5/181, 1976.