Гидроциклон Советский патент 1983 года по МПК B04C5/107 

1

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробежных сил и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической промышленности.

По основному авт. св. № 689736 известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с перфорацией в нижней части конуса, входной и выпускной патрубки уловленных твердых частиц, цилиндроконический кожух, в верхней части которого размещен выпускной патрубок очищенной жидкости 1 .

Недостаток известного гидроциклона - малая эффективность отделения тонкодисперсных твердцх частиц и частиц, мало отличающихся от жидкости по плотности.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки жидкости от тонкодисперсных твердых частиц за счет обеспечения многократной рециркуляции очищаемой жидкости внутри гидроциклона.

Поставленная цель достигается тем, что гидроциклон снабжен направляющими козырьками, а по образующей верхней части конуса цилиндроконического корпуса выполнены щелевые отверстия, к которым примыкают направляющие козырьки, обращенные навстречу направлению движения потока жидкости.

Снабжение известного гидроциклона щелевыми отверстиями с направляющими козырьками позволяет осуществить рециркуляцию очищаемого продукта, содержащего тонкодисперсные твердые частицы, удаляемого из полости между корпусом гидроциклона и цилиндроконическим кожухом через патрубок на боковой поверхности ко10жуха.

Рециркуляция жидкости осуществляется за счет того, что статическое давление в полости корпуса меньще, чем в полости 15 между корпусом и кожухом. Разность статических давлений обеспечивается тем, что скорости потока жидкости в корпусе (а, значит, и динамический напор) больше, чем в полости между корпусом и кожухом. Последнее условие легко достигается за счет

20 соотношения сечений указанных полостей.

Кратность рециркуляции (отношение массы жидкости, поступающей в корпус циклона через щелевые отверстия, к общей массе проходящей через гидроциклон исходной

жидкости) определяется соотношением статических давлений в полости корпуса и в полости между корпусом и кожухом, а также размерами (сечением щелевых отверстий). С увеличением кратности рециркуляции повышается степень очистки жидкости от тонкодисперсных примесей.

Поскольку рециркулирующий продукт поступает в пристеночный слой корпуса гидроциклона и приобретает вращательное движение, тонкодисперсные частицы успевают быстрее достичь стенок гидроциклона, в значительной степени отделиться от основного потока и удаляется через выпускной патрубок уловленных частиц.

Таким образом, наличие щелевых отверстий с направляющими козырьками позволяет осуществить рециркуляцию очищаемой жидкости и многократное ее прохождение в закрученном потоке, что способствует более эффективному отделению тонкодисперсных твердых частиц с размерами менее 50 мкм

На фиг. 1 представлен гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Гидроциклон включает гидродинамический корпус 1 с перфорацией в нижней части конуса, тангенциально установленный входной патрубок 2, кожух 3 с выпускными патрубками 4 и 5 на боковой поверхности цилиндрической части кожуха для выхода очищенной жидкости и патрубок 6 для отвода уловленных частиц.

Внутренняя полость гидроциклона отделена от сливной камеры 7 при помощи диафрагмы 8.

В верхней части конуса цилиндрического корпуса 1 гидроциклона выполнены щелевые отверстия 9 с направляющими козырьками 10, обращенными навстречу направлению движения потока жидкости.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная смесь под давлением через патрубок 2 поступает внутрь гидроциклона. Благодаря тангенциальному расположению патрубка 2 поток смеси приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил дисперсная фаза, имеющая больщую плотность, отделяется от сплощного потока и с определенной скоростью через отверстия внизу конической части корпуса попадает в полость, образованную конической частью корпуса 1 и кожуха 3. Осветленный продукт отводится через патрубок 5. Частицы концентрированной дисперсной фазы, ударяясь о конус кожуха 3 гидроциклона, налипают на нем и под действием силы тяжести сползают к выпускному патрубку 6 твердых частиц.

Тонкодисперсные частицы, не достигшие стенки кожуха гидроциклона, увлекаются потоком к патрубку 4. Вследствие того, что статическое давление в полости корпуса 1 меньще, чем в полости между корпусом 1 и кожухом 3, часть потока жидкости, находящаяся в Последней и содержащая тонкодисперсные частицы, вновь поступает в полость корпуса 1 через щелевые отверстия 9, при помощи направляющих козырьков 10 прижимается к стенкам корпуса 1 и приобретает вращательное движение вместе с основным потоком.

Благодаря этому, тонкодисперсные твердые частицы достигают стенок корпуса гидроциклона, концентрируются и отделяются от основного потока и далее удаляются из гидроциклона.

Регулируя соотношение расходов осветленного продукта через выходные патрубки 4 и 5, можно добиться практически полной очистки жидкости от тонкодисперсных твердых частиц, а также частиц, мало отличающихся по плотности от очищаемой жидкости.

Таким образом, многократная рециркуляция очищаемой жидкости в полости гидроциклона позволяет повысить эффективность отделения тонкодисперсной фазы от жидкости, что не достигается в известных конструкциях гидроциклонов.

Тонкая очистка, например адсорбента, в процессе переработки газа позволяет значительно улучщить эксплуатационные показатели технологического оборудования, так как наличие в адсорбенте тонкодисперсных примесей и смолистых веществ в адсорбенте тонкодисперсных примесей и смолистых .веществ приводит к закоксовыванию теплообменной аппаратуры.

Формула изобретения

Гидроциклон по авт. св. № 689736, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки жидкости от тонкодисперсных твердых частиц путем обеспечения многократной рециркуляции очищаемой жидкости внутри гидроциклона, он снабжен направляющими козырьками, а по образующей верхней части конуса цилиндроконического корпуса выполнены щелевые отверстия, к Которым примыкают направляющие козырьки, обращенные навстречу направлению движения потока жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 689736, кл. В 04 С 5/107, 1977.

fpue.Z