Многоцелевой гидроциклон

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ш В ИОАН ОБРЕТ ЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения(54) (57) 1.МНОГОЦЕЛЕВОЙ ГИДРОЦИКЛОН, содержащий цилиндроконический корпус, внутренний цилиндроконический гидроциклон, установленный в корпусе с кольцевым зазором, питающий патрубок и верхнее и нижнее разгрузочные устройства, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и регулирования процессов сепарации и эмульгирования, он снабжен,Я 01074610 А струнным эжектором, кольцевым кожухом с патрубком для подвода и отвода дисперсной фазы и эластичной манжетой с патрубком подвода давления, а внутренний гидро- циклон выполнен с перфорацией в нижней части конуса и на цилиндрической части, заключенной в кольцевом кожухе, при этом струйный эжектор размещен на питающем патрубке и соединен с кольцевым зазором, а эластичная манжета установлена на внутренней поверхности конической части корпуса.2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что верхнее разгрузочное устройство снабжено регулирующим приспособлением, выполненным в виде части сферы, закрепленной на вертикальном штоке, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения.3. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что наружная цилиндрическая часть корпуса снабжена электромагнитной обмоткой, 1074610Изобретение относится к устройствам центробежного типа и может быть использовано в химической, нефтедобывающей, микробиологической и других отраслях народного хозяйства как для проведения процессов разделения дисперсных систем, так и для процессов эмульгирования.Известно устройство, включающее наружный цилиндроконический гидроциклон с тангенциальным питающим патрубком, внутренний цилиндрический гидроциклон с разгрузочными патрубками, причем цилиндрическая часть внутреннего гидроциклона имеет продольные криволинейные каналы с изменяющейся по ходу вращения потока кривизной 11.Недостатками данного аппарата являются значительная энергоемкость процесса сепарации за счет высокого сопротивления системы, невозможность использования его в качестве эмульгатора, а также трудность регулирования основных показателей процесса разделения и качества получаемых продуктов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидроциклон, включающий цилиндра-конический корпус, внутренний цилиндроконический гидроциклон, питающий патрубок, верхнее и нижнее разгрузочные устройства 2.Недостатками известного гидроциклона являются невозможность регулировки показателей разделения непосредственно в технологическом процессе, а также необходимость сбора промежуточного продукта перед возвращением для повторного разделения, что ведет к дополнительным материальным затратам.Цель изобретения - интенсификация и регулирование процессов сепарации и эмуль гирования.Поставленная цель достигается тем, что многоцелевой гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус, внутренний цилиндроконический гидроцилиндр, установленный в корпусе с кольцевым зазором, питающий патрубок и верхнее и нижнее разгрузочные устройства, снабжен струйным эжектором, кольцевым кожухом с патрубком для подвода и отвода дисперсной фазы и эластичной манжетой с патрубком подвода давления, а внутренний гидроциклон выполнен с перфорацией в нижней части конуса и на цилиндрической части, заключенной в кольцевом кожухе, при этом струйный эжектор размещен на питающем патрубке и соединен с кольцевым зазором, а эластичная манжета установлена на внутренней поверхности конической части корпуса.Кроме того, разгрузочное устройство снабжено регулирующим приспособлением, выполненным в виде части сферы, закрепленной на вертикальном штоке, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения.При этом наружная цилиндрическаячасть корпуса снабжена электромагнитнойобмоткой.На фиг. 1 изображен многоцелевой гидроциклон, разрез; на фиг. 2 - узел 1на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение А - А на10фиг. 1.Многоцелевой гидроциклон включает цилиндроконический корпус 1 с концентричнорасположенным внутренним цилиндроконическим гидроциклоном 2, питающим патрубком 3 и направляющей 4, представляющей15 собой струйный эжектор, установленныйтангенциально в верхней части внутреннегоцилиндроконического гидроциклона 2, верхнее 5 и нижнее 6 разгрузочные устройства.На последнем установлен регулятор 7 расхода. Цилиндрическая часть внутреннего20 гидроциклона 2 снабжена с внешней стороны кожухом 8 с патрубком 9 и выполнена с перфорацией 10, а низ конической части внутреннего гидроциклона снабжен также перфорацией 11. На внутренней поверхности конической части цилиндроконического корпуса 1 установлена эластичнаяманжета 12, соединенная патрубком подвода давления с пневмо- или гидросистемой, а на внешней цилиндрической поверхности расположена обмотка 13, создающаяЗ 0 статическое электрическое поле. В верхней части цилиндроконического корпуса 1расположена сливная камера 14 с патрубком 15 и регулирующим приспособлением,выполненным в виде части 16 сферы, закрепленной на вертикальном штоке 17,З 5 установленным над верхним разгрузочнымустройством 5 с возможностью возвратнопоступательного движения,Гидроциклон работает следующим образом.В случае использования многоцелевогогидроциклона для разделения несмешивающихся жидкостей исходная эмульсия подается под давлением через питаюший патрубок 3 в верхнюю часть внутреннего ци линдроконического гидроциклона 2 и закручивается. Под действием центробежных сил инерции жидкость с большим удельным весом отбрасывается к стенкам аппарата и образует на них сплошную пленку, которая по спиральной траектории опускает ся к вершине конуса внутреннего цилиндроконического гидроциклона 2, откуда через систему отверстий 11 попадает вместе с частью более легкой жидкости в нижнюю часть цилиндроконического корпуса 1 и 55заполняет его. Часть тяжелой жидкости выводится из аппарата через нижнее разгрузочное устройство 6 и из кожуха 8, куда она продавливается через перфора40 45 50 55 цию 10. Промежуточный продукт, представляющий собой смесь разделяемых жидкостей, поднимается по каналу, образованному между внутренней поверхностью цилиндроконического корпуса 1 и наружной поверхностью внутреннего цилиндроконического гидроциклона 2, и поступает через отверстие между питающим патрубком 3 и направляющей 4, выполненными в виде струйного эжектора, обратно на разделение во внутренний цилиндроконический гидроциклон 2, Легкая жидкость постоянно удаляется через верхнее разгрузочное устройство 5. Для укрупнения капель дисперсной фазы, подаваемой на повторное разделение, в канале между цилиндро-коническим корпусом 1 и внутренним цилиндроконическим гидроциклоном 2 создается обмотками 13 сильное статическое электрическое поле, которое значительно интенсифицирует процесс коалесценции. Регулировка основных показателей разделения и качества получаемых продуктов осуществляется непосредственно во время технологического процесса в зависимости от стабильности состава и физических свойств подаваемой на разделение эмульсии следующими устройствами:регулятором 7 расхода, установленным на нижнем разгрузочном устройстве 6, который открывается только в случае,высокого (свыше 20/О) содержания в эмульсии жидкости с большим удельным весом (при содержании ее менее 20 О/О разгрузка осуществляется только из кожуха 8 через перфорацию 10, в этом случае весь продукт, поступающий из системы отверстий 11 в цилиндроконический корпус 1, возвращается на повторное разделение);эластичной манжетой 12, соединенной с пневмо- или гидросистемой, служащей для регулировки количества эмульсии, циркулирующей в системе. (в случае разделения двух несмешивающихся жидкостей со значительной разностью удельного веса, когда повторного разделения не требуется, эластичная манжета 12 полностью перекрывает канал, при малой разности удельного веса, когда необходима высокая кратность циркуляции, эластичная манжета 12 канал открывает);регулирующим приспособлением, установленным в сливной камере 14, представляющим собой часть 16 сферы, закрепленной на штоке 17, и расположенным над верхним разгрузочным устройством 5 с возможностью возвратно-поступательного движения (перемещение регулирующего устройства позволяет изменять величину гидравлического сопротивления на верхнем сливе, а следовательно, и соотношение разгрузочных потоков). Разделение суспензий в многоцелевомгидроциклоне происходит аналогично раз 5 0 15 20 25 30 35 делению несмешивающихся жидкостей, но при отключенной обмотке 13.В случае использования гидроциклона в качестве эмульгатора жидкость, служащая дисперсионной средой, подается под давлением через питающий патрубок 3 во внутренний цилиндроконический гидроциклон 2 и закручивается, Жидкость, предназначенная для дисперсной фазы приготавливаемой эмульсии, поступает через патрубок 9 в кожух 8 и выдавливается через перфорацию в цилиндрическую часть внутреннего цилиндроконического гидроциклона 2, где подхватывается потоком дисперсионной среды, дробится благодаря высоким касательным напряжениям и распределяется в ней. Полученная эмульсия с заданными размерами дисперсной фазы выгружается через верхнее разгрузочное устройство 5 в сливную камеру 14 и удаляется из аппарата. Нераздробившиеся капли под действием центробежной силы инерции отбрасываются к стенкам аппарата, продавливаются через систему отверстий 11 в цилиндроконический корпус 1 вместе с частью дисперсионной среды, подаются на повторное эмульгирование. Процесс происходит при отключенной обмотке 13 и полностью закрытом регуляторе 7 расхода, при этом эластичная манжета 12 и регулирующее устройство в сливной камере 14 выполняют те же функции, что и в процессе разделения. Следует отметить, что процесс разделение эмульсий проводится при средних скоростях на входе во внутренний цилиндроконический гидро- циклон 2 (до 8 м/с) чтобы предотвратить самопроизвольное эмульгирование дисперсной фазы за счет внезапного расширения, а в случае использования многоцелевого гидроциклона для получения стойких эмульсий заданного качества скорость на входе превышает 8 м/с в зависимости от физических свойств системы и от заданных показа- н телеи качества получаемого продукта.Таким образом, применение предлагаемого многоцелевого гидроциклона позволяет значительно интенсифицировать процессы разделения дисперсных систем и эмульгирования за счет рециркуляции промежуточного продукта и получения благодаря этомучистых конечных веществ одновременно в обоих сливах или стойких эмульсий заданного состава. Кроме того, позволяет исключить из технологической схемы емкости, предназначенные для сбора промежуточного продукта, а также нагнетательное оборудование для подачи его повторно на разделение. Простота регулирования рабочих характеристик и технологических параметров непосредственно в производственном процессе обеспечивает высокую надежность и стабильность функционирования многоцелевого гидроциклона, позволяет автоматизировать контроль и управление ним на всех режимах работы. Возможность проведения1074610 В.1 МОШКОВ Составитель В. ТТехред И. ВересТираж 551И Государственного кделам изобретений иМосква, Ж - 35, РаушсП Патент, г. Ужгород Эрдей едактор С. Саенкаказ 187/О в аппарате одной и той ке конструкции процессов эмульгирования и сепарации позволяет широко применять многоцелевой гидроциклон во многих отраслях промышВНИИПпо113035,лиал ПП ленности для разделения веществ с различными удельным весом, широким диапазоном крупности дисперсной фазы, а также для получения стойких эмульсий. КорректорПодписноемитета СССР