Гидроциклон Советский патент 1982 года по МПК B04C5/103 

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробежных сил и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности .

Известен аппарат, содержащий конический корпус с входным и выход- , ными патрубками, внутри которого соосно и с кольцевым зазором смонтирог ван конус-разделитель с углом конусности, большим угла конусности конического корпуса. Конус-разделитель осуществляет деление исходной суспензии на два потока: обогащенный легкой фракцией, который отводится через нижнее отверстие в конусе-разделителе, и обогащенный тяжелой фракцией, который отводится через патрубки, установленные ниже верхней кром. конуса-разделителя .

Однако известный аппарат характеризуется малой эффективностью разделения и может использоваться лишь для грубого (предварительного) разделения суспензий, так как полученные в нем два потока не подвергаются дополнительной очистке.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является гидроциклон, содержащий корпус с входным патрубком и патрубками вывода осветленной и тяжелой фракций, коническую вставку, размещенную внутри корпуса.Использование в известном устройстве такой вставки позволяет повысить эф10фективность очистки легкой жидкости за счет предварительного отделения части потока, обогащенного тяжелыми фракциями, в кольцевом зазоре между корпусом,и верхним основанием встав15ки и создания тем самым более благоприятных условий для очистки оставшейся части потока в основной камере разделения (образованной внутренней конической поверхностью вставки)f2J.

20

Недостатком известного устройства является то, что смесь, отводимая в приемную емкость для тяжелых фракций через кольцевой зазор между корпусом и вставкой и затем через ка25меру, образованную корпусом и наружной поверхностью вставки, не подвергается здесьх дополнительному разделению и потому загрязнена легкой жидкостью, т.е. устройство характеризу30ется недостаточной зффективностью разделения. Для устранения этого недостатка в известном устройстве пред ложено использование фильтра, размещенного внутри приемной емкости для тяжелых фракций и соединенного с трубкой для вывода очищенной легкой жидкости, установленной соосно в цен ральном отверстии вставки . Однако такое конструктивное решение связано с усложнением устройства, увеличением энергетических затрат на очистку Vt постепенным снижением производительности и эффективности работы устройства, обусловленным забивкой пор Фильтрующего материала. Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения за счет более полного , использования энергии закрученного потока и более глубокого извлечения разделяемой смеси тяжелой фракции. . Поставленная Цель достигается тем что в гидроциклоне, содержащем корпу с входным патрубком и патрубкакм вывода осветленной и тяжелой фракций, коническую вставку, размещенную внут ри корпуса, вставка снабжена усеченным конусом, примыкающим меньшим основанием к меньщему основанию вста ки, и центрально установленной трубкой, соединенной каналом с наружной поверхностью вставки, при этом сече ния между внутренней поверхностью корпуса и большими основаниями встав ки и конуса выполнены уменьшающимися в направлении выгрузки тяжелой фракции . Целесообразно вставку снабжать кольцевой перегородкой, прикрепленно к ней верхним торцом, а нижним торцо установленной ниже канала вставки. Предпочтительно вставку снабжать регулирующим органом для изменения проходного сечения канала, выполненным в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения отн сительно вставки. На фиг. 1 представлен гидроциклон общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - вставка, снабженная кольцевой перегородкой, общий вид; на фиг. 4 - то же, вставка, снабженная регулирующим органом. Гидроциклон содержит корпус 1 с входным патрубком 2, патрубком 3 для вывода осветленной фракции и патрубком 4 для вывода тяжелой фракции. Внутри корпуса соосно ему установлен вставка 5, имеющая внутреннюю коническую поверхность, образующую основ ную камеру разделения б, оканчивающуюся отверстие1«1 7 для выгрузки тяже лой фракции. Наружная поверхность вставки 5 выполнена в виде двух усеченных конусов, обращенных вершинами друг к дфугу и образующих большими основаниями с корпусом кольцевые зазоры 8 и 9 с; уменьшающимися в напрлв ении выгрузки тяжелой фракции попеечными сечениями. Наружная поверхность вставки образует с корпусом дополнительную камеру разделения 10. Камера 10 соединена с камерой 6 каналами 11, выполненными, например, в виде нескольких трубок, соединенных с центральной трубкой, установленной по оси отверстия 7. Вставка может быть снабжена кольцевой перегородкой 12,предназначенной для уменьшения взаимодействия нисходящих и восходящих потоков в дополнительной камере разделения, и регулирующем органом 13,выполненным, например, в виде поршня, установленного во вставке с возможностью осевого перемещения и предназначенного для изменения проходного сечения каналов, соединяющих камеры разделения 10 и 6. Гидроциклон работает следующим образом. Исходная смесь подается под давлением через входной патрубок 2 в корпус 1 гидроциклона, где приобретает вращательное спиральное движение. При этом под действием центробежной силы тяжелая фракция отбрасывается к стенке корпуса, а легкая фракция перемещается во внутренние слои потока. Вставка 5 верхней своей кромкой делит двигающуюся вниз смесь на два вращающихся потока, один из которых, обогащенный тяжелой фракцией поступает через кольцевой зазор 8 в дополнительную камеру разделения 10, а другой, обогсоденный легкой фракцией поступает в основную камеру разделения 6. Таким образом, исходная смесь подвергается предварительному разделению. Смесь, поступившая в камеру разделения 6, подвергается под действием центробежных сил вторичному разделению, при этом тяжелая фракция выводится из камеры через выгрузное отверстие 7 и далее из аппарата через патрубок 4, а легкая фракция обратным восходящим потоком движется вверх и.выводится из аппарата через выходной патрубок 3. Смесь, поступившая в камеру разделения 10, движется нисходящим вращающимся потоком к кольцевому зазору 9j также подвергаясь под действием центробежных сил вторичному разделению. При этом тяжелая фракция выводится из аппарата через кольцевой зазор 9 к патрубок 4. Легкая фракция отводится от кольцевого зазора 9 обратным восходящим потоком, образующимся у нижней конической поверхности вставки, и поступает через каналы 11 в камеру разделения б,где смешивается с потоком легкой фракции, выводи1«лм из этой камеры через патрубок 3. Введение в конструкцию гидроциклона дополнительной камеры разделения, образованной наружной поверхностью вставки и корпусом позволяет осуществить за счет более полного использования энергии закрученного потока двухстадийное, более глубокое извлечение из разделяемой смеси тяжелой фракции, что способствует повышению эффективности работы устройства. Ожидаемый экономический эффект от внедрения одного гидроциклона производительностью 2 составляет 17 тыс.руб. .

Формула изобретения

1. Гидроциклон, содержащий корпус с входным патрубком и патрубками вывода осветленной и тяжелой фракций, коническую вставку, размещенную внутри корпуса, отли.чающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса разделения за счет более полного использования энергии закрученного потока и более глубокого извлечения из разделяемой смеси тяжелой фракции, вставка снабжена усеченным конусом, прик«кающим меньцмм основанием к меньшему основанию

ёставки, и центрально установленной трубкой, соединенной каналом с наружной поверхностью вставки, при этом сечения между внутренней поверхностью корпуса и большими основаниями вставки и конуса выполнены уменьшающимися в направлении выгрузки тяжелой фракции.

2.Гидроциклон ПОП.1, отличающийся тем, что вставка снабжена кольцевой перегородкой,прикрепленной к ней верхним торцом, а нижним торцом установленной ниже канала вставки.

3.Гидроциклон ПОП.1, отличающийся тем, что вставка снабжена регулирующим органом для изменения проходного сечения канала, выполненным в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения относительно вставки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 444560, кл. В 04 С 3/00. 1974.

2.Патент CIOA №3776385,кл. 210-197, 1973. .

АА

ФтА