Гидроциклон

(51)М. Кд. В 04 С 5/16 с присоединением заявки Гееударстеенньа квинтетОпубликовано 15. 03;83; Бюллетень10 ла мелем нэебретеннй н еткрмтнйДата опубликования описания 15 . 03. 83 Н: И. Козлов; Г. И. Сорокин, В. И. Бфуро.,и И, Н. Каширина(72) Авторы изобретения Фскогоейнаяс в в Дзержинский филиал Всесоюзного научно и конструкторского института химическ аявитель 5 Й) ГИДРОЦИКЛО Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий в поле центробежных сил и может быть испбльзовано в области моделирования гидро" абразивного изнашивания элементов машин и аппаратов со сложной траекторией движения абразивной жидкости (центрифуг, сепараторов, роторно-пленочных, разделителей, турбоциклонов и .т.д.).Как известно, в гидроциклонах, предназначенных .для разделения на. Фа" зы жидких неоднородных систем в поле центробежных сил, одновременно спроцессом разделения происходит различный по интенсивности процесс гидроаб разивного износа его элементов. Интенсивность этого процесса зависит от Физико-химико-механических параметров жидкой неоднородной системы, в первую очередь твердой фазытвердость,3 со о держание, дисперсность и грануломет" рический состав , внешних параметров Г избыточное давление на входеВ гео.-. метрических параметров (диаметр, угол 2конуса ), износостойкости кенструкцион ных материалов, из которых изготовлены элементы гидроциклона или весь гидроциклон.Как показывает практика зксплума" ции гидроциклонов, наибольший износ наблюдается в нижней зоне конической части - в песковом патрубке, т,е. там где наибольщая концентрация абразивных твердых частиц, имеющих притом максимальнуюлинейную скорость.Поэтому при исследовании гидревбразивного изнашивания элементов гидроциклона наиболее целесообразно про" водить их на песковом патрубке, т.е. в качестве исследуемого образца брать песковый насадок,Известен гидроцикген, содераащий корпус с входным, сливнцм гитрубками и песковый насадок. Песковый насадок по своему наружному диаметру снаб-. жен подшипником качения и в ходе работы гидроциклона за счет сил трения вращающегося потока при его ударе об;039 0 4 О ЗО 35 4 О 3 10 стенку насадка последний тоже приходит во вращение в ту же сторону. Таким конструктивным выполнением пескового насадка достигается значительное снижение его износа, так как сводится к минимуму разность скорости вращения потока относительно рабочей поверхности насадка 1.Таким образом, известный гидроциклон предназначен для снижения износа пескового насадка, вращается не принудительно, а от самого вращающегося потока, не в обратную, а в ту же сторону, что и поток. Поэтому выполнить поставленную задачу принципиально не может.Известен также. гидроцикпон, кото- рый с целью повышения фактора разделения снабжен электромагнитным приводом принудительного вращения в подшипниках качения всего цилиндроконического корпуса гидроциклона в сторону направления. вращения разделяемого потока 2 1.Известный гидроциклон, хотя и снаб жен принудительным вращением корпуса, также не может выполнить поставленную задачу, 1 ак как направление вращения корпуса совпадает с направлением вращения потока, при котором величина износа минимальная. К тому же, конструкция гидроциклона, хотя и допускает изменение направления вращения всего корпуса на противоположное но не позволяет исследовать изнашивание отдельных элементов гидроцикло-. на, в частности пескового насадка, так как он выполнен цельным неразъемным.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным паърубками, разъемный песковый патрубок45 с песковым насадком, средство для создания принудительного вращения относитепьно оси корпуса 1,3.Зцесь и принудитеЛьное вращение корпуса в любую сторону и разъемный исследуемый песковый йасадок, Однако и он имеет существенный недостаток, При форсировании изнашивания разъемного йсследуемого пескового насадка принудительным вращением всего цилиндроконического корпуса в противоположную от направления вращения потока сторону, такому,же форсированному износу подвергается неисследуемый целый цилиндроконический корпус. Это значительно сокращает долговечность всего гидроциклона,Цель изобретения - сокращение цикла исследования гидроабраэивного иэнашивания пескового насадка.Поставленная цель достигается тем, что гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным патрубками, разъемный песковый патрубок с песковым насадком, средство для создания принудительного вращения относительно оси корпуса, снабжен установленной в подшипниках втулкой с внутренней винтовой нарезкой, в которой размещенахвостовая цасть конуса корпуса гидроциклона, имеющая винтовую нарезку на наружной ее поверхности, при этом песковый насадок размещен внутри втулки, соединенной со средством создания принудительного вращения.целесообразно песковый насадок устанавливать с возможностью вращения в направлении, противоположном направление вращения вихревого потока внутри гидроциклона.На фиг. представлен гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на. фиг,1.Гидроциклон представляет собой неподвижный цилиндроконицеский корпусс входным тангенциальным патрубком 2 и соосным сливным патрубком 3 в своей нижней части снабжен находящимся в ней неподвижным конусом 4 и конусом 5. Зона выгрузки сгущенного продукта выполнена в виде разъемного конуса и исследуемого пескового насадка б, собранных во втулке 7 и поджатых снизу накид;-:ой гайкой 8. Втулка 7 в свою очередь находится в конических роликовых подшипниках качения 9, насаженных в корпусе 10, фланцы которого через промежуточный фланец 11 плотно закреплены к фланцу корпуса 1. Нижняя цасть конуса 4 своей хвостовойчастью с зазором по диаметру и по торцу входит в гнездо втулки 7. Крометого, хвостовая часть конуса 4 корпуса по своему наружному диаметру снабжена многозаходной винтовой нарезкой12 прямоугольного сечения по направлению вращения суспензии, а гнездо втулки 7 - внутренней многозаходной винтовой нарезкой 13 прямоугольного сечения противоположного направления Эти две винтовые нарезки образуют уплотнительную пару. Степень уплотнеИсходная суспензия, содержащая оп,ределенное количество абразивной ;твердой фазы, под избыточным давлением подается через тангенциальный входной патрубок 2 в цилиндроконический корпус 1, г;.е получает вращательно-поступательное движение. При этом под дейс 1 вием центробежной силы . крупные твердые частицы отбрасываются к стенке корпуса 1, и они по винтовой траектории скользят по внутренней поверхности цилиндроконического корпуса 1. По мере продвижения от входа вниз постепенно растет концентрация твердой фазы в пристенном слое, особенно в конической .цасти, Сгущенный поток удаляется через пес-.ковый насадок б, а осветленный - через противЬположный соосный сливной патрубок 3. Вместе с ростом концентрации, твердой Фазы в пристенном слое возрастает и абразивное воздействие твердых частиц на стенку корпуса 1.В коницеской части 4 это воздействие значительно возрастает,так как вследствие постепенного снижения радиуса вращения значительно возрастает линейная скорость твердых частиц относи тельно. неподвижной стенки цилиндроконического корпуса 1. Максимальный износ наблюдается в песковом насадке 6. Величина и интенсивность изнашивания значительно увеличивается при вращении пескоеого насадка 6 в противоположную от вращения потока сто 510 ния этой парой зависит от скорости, вращения пескового насадка 6, конуса 5 вместе с втулкой 7, При скоростивращения, превышающей скорости вращения потока в этой зоне, указанная уплотнительная пара направляет попадаемую в. нее часть потока в противоположную сторону.1Кроме того, герметичность обеспечивается сальниковым уплотнением 14 промежуточного Фланца 11 и прокладкой 15 между Фланцем и и Фланцем корпуса 1. Крутящий момент втулки 7 с конусом 5 и исследуемым песковым насадком 6 сообщается через шкив 16, посаженный на открытую часть втулки 7 и закрепленный на ней.с помощью стопорных винтов 17.Сгущенная суспензия удаляется из гидроциклона по трубе 18, прикрепленной шпильками к шкиву 16. Работа устройства осуществляетсяследуюшим образом. 0-3910ерону, так как линейная скорость абра зивных частиц и скорость вращенияпескоеого насадка б складываются, искорость частиц относительно стенок5 пескоеого насадка 6 резко возрастает. Возрастает интенсивность изнашивания, сокращается время для дос"тижения износа определенной величины.Вращение пескового насадка осу 10 ществляется принудительно от источ.ника вращения в сторону, противоположную направлению вращения вихревого потока внутри гидроциклона,Таким .образом, достигается форсирование изнашивания пескового насад ка при неизменных геометрических итехнологических параметрах, что, всвою очередь сокращает цикл исследования гидроабразивного изнашивания20 пескоеого насадка,Ожидаемый экономический эффектсоставляет 4000 рубг. Формула изобретенияВ25 1. Гидроциклон, содержащий цилиндроконицеский корпус с, тангенциальным входным, сливным патрубками,разъемный песковый патрубок с песковым насадком, средство для соз 30 дания принудительного вращения относительно оси корпуса, о т л ич а.ю щ и й с я тем, что, с целью ссокращения цикла исследования гидроабразивного изнашивания пескового на-садка, он снабжен установленной в под шипниках и соединенной со средствомдля создания принудительного вращения втулкой с выполненной в верх"ней ее части внутренней винтовой нарезкой, в которой размещена хвостовая часть конуса корпуса гидроциклона, имеющая винтовую нарезку нанаружной ее поверхности, при этом .пескоеый насадок размещен внутри в. улки.2. Гидроциклон по п.1, о т л и ч а-.ю щ и й с я тем, что песковый наса"док установлен с возможностью вращения в направлении, противоположномнаправлению вращения вихревого пото 50. ка внутри гидроциклона,Источники информации,принятые ео внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2778790, кл. В 04 С 5/16,1972.2. Авторское свидетельство СССРЙф 770551, кл. В 04 .С 11/00, 1978.3. Патент США й 3648840,кл. 209-211, 1972.