Гидроциклон

(51) В 04 С 5/2 ГОСУДАРСТБЕННЦЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СССР ТНРЫТИ(71) Горьковский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститутим. А.А.Жданова(54)(57) 1. ГИДРОЦИКЛОН, содержащийкорпус с входным, сливным и песковым патрубками, присоединенную к" последнему сгустительную камеру. с всасывающим трубопроводом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения и производительности по осветленной жидкости, корпус снабжен осевой трубкой с фильтрующим элементом в верхней ее части, установленной концентрично в сливном патрубке и соединенной через фильтрующий элемент с всасывающим трубопроводом, снабженным внутри продольными пластинами и установленным. наклонно.2, Гидроциклон по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что всасываю-Е щий трубопровод расположен под уг лом 20-45 к вертикали.1151Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробеж-,ных сил и может быть использованов химической, нефтеперерабатывающей,пищевой и других отраслях промышленности.Известен гндроциклон, содержащийкорпус с выходным, сливным и песковым патрубками, снабженный установ Оленной в сливном патрубке трубкой,предназначенной для регулированияработы гидроциклона путем подачичерез нее воздуха во внутренний восходящий поток осветленной жидкости 111Недостатком данного устройстваявляется малая степень извлеченияжидкости из сгущенной суспензии,выгружаемой через песковый патрубок.Известно также устройство содержащее питающий коллектор исходнойсуспензии, соединенные с ним гидроциклоны со сливным и песковым патрубками, камеру сбора осветленной .жидкости и песковую камеру, соеди- дненные с соответствующими патрубками,и центральную трубу, верхний конецкоторой соединен с камерой, охватывающей камеру сбора осветленной жидкости, а нижний конец с присоединенными к нему фильтрующими элементамиразмещен в песковой камере 21,Указанное устройство обладаетнизкой эффективностью при разделениитонкодисперсных суспензий, что обусловлено забивкой фильтрующего эле- З 5мента мелкими частицами, а такженизкой эффективностью при наличиисопротивления на сливной линии, чтовызвано снижением производительности устройства по отсасываемой иэ 4 Опесковой камеры жидкости.Наиболее близким к изобретениюявляется гицроциклон, содержащиикорпус с входным, сливным и песковыи патрубками, присоединенную к 5последнему сгустительную камеру, иэжектор, установленный на сливномпатрубке и соединенный всасывающимтрубопроводом со сгустительной камерой ГЗ 3.50Снабжение известного устройстваэжектором позволяет, при определенных условиях, повысить достигаемуюстепень сгущения суспензии за счетотсоса части жидкости из сгуститель1ной камеры. Однако это возможно практически только при отсутствии сопро-тивления на сливной линии, т.е. на 312 йвыходе эжектора. В противном случаепроисходит резкое снижение эффективности сгущения вследствие сильногопадения производительности эжекторапо отсасываемой жидкости. Кроме того,известное устройство обладает низкойэффективностью осветления, что обусловлено попаданием мелкодисперсныхчастиц в осветленную жидкость вместес жидкостью, отсасываемой эжекторомиз сгустительной камеры. Наличиеэжектора ведет также к снижению производительности по осветленной жидкости и общей производительностиустройства, так как увеличивает егообщее сопротивление,Цель изобретения - повышение эффективности разделения и производительности по осветленной жидкости.Поставленная цель достигаетсятем, что в гидроциклоне, содержащемкорпус с входным, спивным и песковымпатрубками, присоединенную к последнему сгустительную камеру с всасывающим трубопроводом, корпус снабЖеносевой трубкой с фильтрующим элементом в верхней ее части, установленной концентрично в сливном патрубкеи соединенной через фильтрующий элемент с всасывающим трубопроводом,снабженным внутри продольными пластинами и установленным наклонно.Кроме того, всасывающий трубопровод расположен под углом 20-45 квертикали.Целесообразно внутри всасывающего трубопровода устанавливать продольные пластины,.делящие по вертикали его внутреннее пространство нанесколько слоев.На фиг. 1 изображен гидроциклон,общий вид; на фиг, 2 - батарейныйгидроциклон, общий вид.Гидроциклон состоит иэ цилиндро"конического корпуса 1 с входным 2,сливным 3 и песковым 4 патрубками.К песковому патрубку 4 присоединенасгустительная камера 5, а в сливномпатрубке 3 установлена осевая трубка 6., соединенная через фнльтрующийэлемент 7 с всасывающим трубопроводом 8, нижний конец которого присоединен к верхней части сгустительнойкамеры 5. Всасывающий трубопровод 8гидроциклона наклонен к вертикалипод углом 20-45, а внутри негоустановлены продольные пластины 9,делящие внутреннее пространство .1 1513 60, 50 Концентрация суспензии на выходе из трубопровода, мг/л 60 64 68 тонких слоев. Гидроциклон можетlбыть выполнен .в виде батареи гидроциклонов, имеющих общую сгустительную камеру, соединенную всасывающимитрубопроводами с осевыми трубкамигидроциклонов (фиг. 2).Гидроциклон работает следующимобразом,Исходная разделяемая суспензияпод давлением через входной патрубок 2 поступает в корпус 1, где приобретает вращательное движение. Поддействием центрббежных сил происходит разделение суспензии, при этомтвердые частицы в виде сгущенной 15суспензии выводятся через лесковыйпатрубок 4 в сгустительную камеру 5,где происходит дополнительное отстаивание суспензии, а осветленнаяжидкость выводится из аппарата че Орез сливной патрубок 3. При вращательном движении жидкости в осевойзоне гидроциклона создается разрежение, которое может достигать взависимости от скорости вращения 25жидкости и условий выгрузки продук- .тов разделения значительной величины (до 0,5 кгс/см и более). Подвоздействием этого разрежения происходит отсос жидкости через осевую ЗОтрубку б и трубопровод 8 из верхнейчасти сгустительной камеры 5, чтоспособствует дополнительному сгущению суспензии в этой камере. Жидкость, поступающая внутрь гидроцикло на через осевую трубку 6, смешивается здесь с восходящим осветленным потоком и выводится вместе с ннмчерез сливной патрубок 3. При движении этой жидкости в ламинарном режи-ме по наклонному трубопроводу 8 . Угол наклона трубопровода к вертикали, град.1 Как видно из полученных данных, по мере уменьшения угла наклона трубопровода к вертикали происходит 12 4происходит осаждение из нее мелкихчастиц, захваченных из сгуститель-ной камеры. Эти частицы оседают нанижнюю часть внутренней поверхноститрубопровода и, сползая по ней.вниз,возвращаются в сгустительную камеру, что исключает их попадание восветленный поток, выводимый черезсливной патрубок гидроциклона.Повышению степени осветления жидкости, отводимой по всасывающемутрубопроводу 8, способствует выполнение его наклонным и снабжение внутреннего пространства его продольными пластинами, так как при этомуменьшается высота осаждения частицв трубопроводе.На выходе из трубопровода 8 жидкость подвергается дополнительнойочистке от иелких частиц в фильтрующем элементе 7. При этом, благодаря вынесению фильтрующего элемента за пределы сгустительной камеры,эффективность очистки повышается,так как предотвращается забивкафильтрующей поверхности элементачастицаии, предварительно отделенными в наклонном трубопроводе 8.Как показываютэксперименты, наиболее эфективно извлечение частициз суспензии в наклонном трубопроводе происходит при уменьшении углаего наклона к вертикали от 45 до 20В таблице приведены результаты опытов, полученные при восходящем движении по наклонному стеклянному трубопроводу с внутренним диаметром25 мм водной суспензия суспензионного ПВХ с концентрацией 2000 мг/л(длииа трубопровода 1 м, объемныйрасход счспенэии 10 л/ч),1 40 30 20 1 О 0 74 88 120 194 994 возрастание концентрации суспензиина его выходе, т.е. снижение эффек"тивности извлечения частиц. При этоис уменьшением угла наклона до 20, снижение эффективности идет медлен:- но, дальнейшее уменьшение угла наклона приводит к резкому возрастанию концентрации суспензии на выходе трубопровода. При углах наклона трубопровода к вертикали 50 ф и более происходит отложение частиц суспензии на внутренней поверхности трубопровода и прекращение процесса их сползания вниз по трубопроводу, т.е. при этом нарушается непрерывность процесса извлечения частиц из суспензии.о При углах наклона трубопровода 45 и менее процесс сползания частиц вниз по трубопроводу идет непрерывноеТаким образом, снабжение гидроциКлона осевой трубкой с фильтрующим элементом, соединенной со сгустительной камерой всасывающим наклонным трубопроводом, повышает производительностьгидроциклонного аппарата по осветленной жидкости и эффективность осветления, а выполнение всасывающеготрубопровода наклонным способствуетповышению степени осветления жидкости, выводимой из устройства. Этомуже способствует и деление по вертикали внутреннего пространства трубопровода продольными пластинами наряд тонких слоев, так как при этомуменьшается путь (высоте) осаждениячастиц в трубопроводе и соответственно снижается размер частиц, которые выносятся потоком жидкости изтрубопровода, т,е. повышается эффективность их извлечения.1151312 юг г оставитель В.Тим ехред С.Мигунова упица едакт Заказ 2209 Патент", г.ужгород, ул.Проектная,иал Тираж 543 ВЯИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Жорректор В.Бутяга Подписнонного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д,.4