Цилиндрический гидроциклон Советский патент 1982 года по МПК B04C5/103 

(54) ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ГИДРОЩ{КЛОН

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензии в центробежном поле и может быт использовано в пищевой, горнообогатительной, нефтехимической и других отраслях промьвиленности. Известна конструкция гидроциклона, вк.пючающая цилиидроконический корпус с тангенциальным питающим пат рубком, патрубок отвода сгущенного продукта и патрубок отвода осветленного продукта. Разделение суспензии в гидроциклоне, на осветленный и сгущенный продукты происходит под деист вием поля центробежных сил за счет начсшьной закрутки потока суспензии l3. Недостатком данного устройства является значительный унос твердой фазы осветленным потоком, вызванный захватом частиц твердой фазы восходящим внутренним течением. Известна конструкция гидроциклона, включающая цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, патрубок для вывода осветленного про дукта и ксшьцевой канал в нижней час ти Корпуса для вывода сгущенного прО .дукта. Под действием центробежных сил инерции частицы твердой фазы дви жутся к стенкам аппарата и выносятся iнисходящим потоком через кольцевой канал в нижней части аппарата.Осветленная суспензия удаляется через патрубок вывода осветленного продукта 12. Недостатками данного устройства являются повышенный унос твердой фазы осветленным потоком за счет радиального сноса частиц твердой фазы и возможность забивки кольцевого канала крупными частицами. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидроциклон, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубком для вывода сг5щенной фракции и устройство для вывода осветленной фракции.Исходная суспензия подается тангенцисшьно в корпус гидроциклона и закручивается, перемещаясь по винтовой .траектории к нижней части аппарата. Разделение жидкой и твердой фазы происходит за счет действия центробежных сил инерции. Сгущенная суспензия выводится через патрубок, вывода сгущенной-фракции. Осветленная сус(пензия выводится через тангенциальные вдели в устройстве вывода, осветленнол фракции. Наличие тангенциальных щелей позволяет уменьшить унос твердой фазы из гидроциклона за счет нахожде ния зоны отбора осветленной фракции в области, наиболее удаленной от зоны сгущения СЗ. Недостаткои данного аппарата является унос твердой фазы из гидроцик лона, вызванный наличием интенсивного радиального движения жидкости от стеНок аппарата к центру, что прйводит к радиальному сносу мелких фракций частиц твердой фазы и уносу их осветленным потоком. Цель изобретения - повышение эффективности разделения за счет снижения содержания твердой фазы в осветленной фракции. Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем корпус с тангенциальным входным патpyfiKOM, патрубок для вывода сгущенно фракции и устройство для вывода осветленной акции, последнее выполнено в виде жестко соединенной со сливным патрубком спиральной вставки с тангенциальными щелями и крышко с установленной с возможностью поворота осью, при этом спиральная встав ка посредством гибкой связи соединен с крышкой. На фиг. 1 представлен гидроциклон общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1. Гйдроциклон включает цилиндрический корпус 1 с тангенциальным входны патрубком 2, патрубок для вывода cry щенной фракции 3, спиральную вставку 4 с тангенциальными прорезями, крышку 5, сливной патрубок 6 и установленную с возможностью поворота ось 7. Гидроциклон работает следующим образом. Исходная суспензия под давлением подается через входной патрубок 2 в цилиндрический корпус 1, закручивается и перемещается в вертикальном направлении к нижней «асти аппарата Под действием центробежных сил инерции частицы твердой фазы отбрасывают ся к стенке аппарата, откуда они, опускаясь вниз, выносятся через патрубок для вывода сгущенной фракции Осветленная суспензия радиальным потоком движется к спиральной вставке 4 сливного устройства, где начинается перемещение суспензии по спиргши к центру аппарата. Вывод осветленной суспензии производится через сливной патрубок 6. При движении суспензии по спиральной вставке происходят сле дующие процессы. Вследствие уменьшения радиуса дви жения жидкости, а также уменьшение площади поперечного сечения спираль ного каНсша, скорость суспензии все время увеличивается, что приводит к возрастанию величины центробежной силы инерции, действующей на частицу, которая достигает своего максимального значения на радиусе стенки сливного патрубка 6. Под действием этой силы частицы твердой фазы, находящиеся в осветленной суспензии, начинают двигаться в радиальном направлении от центра аппарата в периферии, достигая стенки спиральной вставки, которая ограничивает дальнейшее радиальное движение частиц. Однако при достижении частицей тангенциальной щели в спиральной вставке она выносится во внешний виток спирали. Если действующая при этом на частицу центробежная сила оказывается достаточно большой, она опять достигает стенки спиральной камеры и так до тех пор, пока частица не вынесена во внешний поток суспензии. Если же центробежная сила инерции незначительна, частица проходит по спирали виток и снова достигает стенки спирали. Однако вследствие воздействия вертикальной скорости частица при этом также перемещается в вертикальном направлении, пока не покинет спиральной вставки через открытую нижнюю часть. В верхней части спиргтьная вставка закрыта крышкой 5 для предотвращения непосредственного попадания исходной суспензии в спиральное пространство. В месте ввода суспензии в спиральную вставку (точка Б)последняя соединена гибкой связью с крышкой таким образом, чтобы обеспечивать возможность поворота крышки и спиральной вставки относительно друг друга. Крышка жестко прикреплена к оси 7. В месте вывода суспензия из спиральной вставки последняя жестко соединена со сливным патрубком 6 (точка В). Такое соединение оси, крышки и спиральной вставки сделано с целью обеспечения изменения поперечного сечения спирального канала при повороте оси. При повороте оси происходит передвижение точки В по окружности, что обуславливает скручивание или раскручивание спирсши (аналогично часовой пружине). Точка В при этом неподвижна, так как сливной патрубок 6 жестко соединен с цилиндрическим корпусом 1. Увеличение или уменьшение площади поперечного сечения пространства между различными витками приводит также к уменьшению или увеличению соответственно скорости протекания суспензии в спиральной вставке, что обуславливает уменьшение и увеличение эффективности работы аппарата,так фактически в спиральной вставке происходит дополнительный процесс сепарации осветленной суспензии. Расчет эффективности осветления .суспензии предлагаемым устройством показывает, что она на 5--15% превышает эффективность осветления суспе зии устройством-прототипом .за счет удаления мелкой фракции твердой фазы при прохождении осветленной суспензии через спиральную вставку. Таким образом, использование пред лагаемого гидроциклона позволяет повысить эффективность сепарации путем снижения содержания твердой фазы в осветленном продукте и дает существенные преимущества по сравнению с аппаратам аналогичных типо Предлагаемое устройство может быть использовано в более широком диапазоне крупности и концентрации твердой фазы при достаточно высоких показателях эффективности работы аппарата. К преимуществам гидроциклона необходимо также отнести экономичность и надежность в работе, простоту в изготовлении. Формула изобретения Цилиндрический гидроциклон,содер Жспций корпус с тангенциальным входны паарубком, патрубком дпя вывода сгущенной фракции и устройство для вы|Вода осветленной фракции, отличающий ся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет снижения содержания твердой фазы в осветленной фракции,устройство для вывода осветленной фракции выполнено в виде жестко соединенной со сливным патрубком спиральной вставки с тангенциальными щелями и крышкой с установленной с возможностью поворота осью, при этом спиральная вставка посредством гибкой соединена с крьошкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Поваров А.Н. Гидроциклон на обогатительных фабриках. М., Недра, 1978, рис. б,1а. 2.Авторское свидетельство СССР 213719, кл. В 03 В 5/34, 1966. 3.Авторское свидетельство СССР 656667, кл. В 04 С 11/00, 1977.