Гидроциклонный аппарат

(22) (46) (71) инст (72) 9 8литехнический ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ Е.А. Карев, С.Е. Ведров,К,Н. Зибуниц и В.А. Кащук(56) Патент ФРГ Мф 2946157,(54)(57) 1. ГИДРОЦИКЛОННЫЙ АППАРАТ,содержащий основной гидроциклоц стангенццальным нагнетательным патрубком, сливным и лесковым патрубками и перечистной цилиндроконическийгидроциклон со сливным и песковымпатрубками, присоединенный к основному посредством тангенциальногопатрубка, а т л и ч а ю щ и й с ятем, что с целью повышения качества очистки путем увеличения степенисгущения шламового продукта, оц снабжен герметичной емкостью, размещен"ной на песковои патрубке основногогидроциклона, инжекторами, установленными в сливном и нагнетательцом патрубках основного гидроциклона,трубой, посредствои которой герметичная емкость соединена с инжектором цагцетательцого патрубка основного гцдроциклона, и трубой, размеценной коццентрцчцо внутри сливногопатрубка перечцстного гидроциклоцаи соединенной с инжектором сливногопатрубка основного гидроциклона,при этом основной гцдроццклон имеетконическую часть, выполненную в виде двух вставленных один в другой усеченных конусов, образующих разгрузочную кольцевую камеру, к которой присоединен тангецциальный патрубок перечистцого гидроциклоца.2. Аппарат по п. 1, о т л и - ч а и щ ц й с я тем, что, с целью повышения производительности аппара та, высота разгрузочной камеры составляет 1/3 высоты основного гидроццклоца, диаметры сливцых патрубков основого ц перечистного гидро- циклонов составляют 0,5 диаметра соответствующего гидроциклона, а диаметр цагнетательцого патрубка осцовцого гидроццклоца составляет 0,35 диаметра гцдроццклоца.Исходная суспензия с расходомпод давлением подается через тангенциальее(й( пдтрубок ндгнетдния 1 в ос - новной ццлиндрокоп(ческий гидроциклон 2, в котором ое(д начинает вращатьсяПри врзщсзп(п суспееэии ез Гиеро - цике(оце ОЕ(разу(отея цезд осе(ове(ьвс поИзобретение относится к устройст-, вам центробежного разделения неоднородных диспе.рсных систем, а более конкретно к устройствам для центробежного разделения твердой и жидкой фяз суспензий с использованием гидро- циклонов, и может найти широкое применение в металлообрабатывающей, металлургической, химической, целлюлозно-бумажной, горнорудной, пищевой и других отраслях промышленности для высокопроизводительной и качествен" ной очистки жидкостей, классификации и обогащения полезных ископаемых.Цель изобретения - повьппенце качества очистки.Па 4 н(г. 1 представлен гидроццклопный аппарат, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 разрез Б-Б на фиг. 1.Гидроциклонпь(й аппарат представляет собой сборно-сварную конструкцию, состоящую иэ тангенциального нагпетательного патрубка 1, основного цилиндроконического гидроциклона 2, коническая часть которого состоит из двух усеченных конусов, между которьемц образована кольцевая камера 3, а нижний усеченный конус 4 смонтирован соосно с верхним, шламового патрубка 5 основного гидроциклонд 2, герметичной емкости б, инхектора 7, смонтированного в (саге(етательеом патрубке 1, трубы 8, соединяющей герметичную емкость 6 с инжектором 7, сливного патрубка 9 основного гидро- циклона 2, промежуточного тангенциального патрубка 10, соединяющего кольцевую камеру 3 с перечистным гидроциклоном 11 шламового пдтрубка 12 перечистного гидроциклона 11, центрального сливного пятрубка 13, инжектора 14, смонтированного в сливном пдтрубке 9 основного гидроциклона сливной камеры 15 перечистного гидро- циклона, трубь( 16, размещенной концентрично внутри сливного патрубкя 13 перечистного гидроциклона, патрубка 17 отвода слива цз камеры 15.Гидроциклонный аппарат работает следующим Образом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тока: внешний нисходящий и Езнутреннийцентральный восходящий. 1 ентробежнымисилами твердые частицы примесей отбрасываются к стенкам и вместе с жидкостью (с нисходящим потоком) направляются вниз. Нисходящий поток в дальнейшем разделяется нд два потока.Первый поток с большим содержаниеммеханических примесей попадает в кольцеву 1 о камеру 3, образованную двумясоосно расс(оложенными усеченными конусами, вставленными один в другой,Второй поток с небольшим содержанием механических примесей, продолжаявращаться, попадает в нюсе(иц усеченный конус 4 основного гидроциклона2. Затем пебозьшая часть жидкостивыбрасывается через шламовый патрубок 5 вместе с п 1 зземесями (коцентра-.ция которых, кдес показали исследонация, становится равной концентрации их в исходной суспензци) ез герметическу(о емкость б, откуда инжектором 7 с помощью трубы 8 эасасьпзается обратно в гидроццклон 2. Основная часть очищенной жидкости, образуя восхогяпий центральный потос,через сливной пдтрубок 9 отправляется к потребителю,Из кольцевой камеры 3 предварительно сгушеннь(й продукт по тангенциальному патрубку 1 О нагнетается вперечистной гидроциклон 11 для дальнейшей очистки и обезвоживания. Привращении этого продукта в перечистномгидроциклоне также образуются два потока. В нисходящем потоке концентрация механических примесей резко возрастает, и опи с небольшой частьюжидкости выбрясыва(отся через шламовый патрубок 12 в специальное обезвожиезающее устройство (не показано),Восходящий лоток Очище 1 е 10 Й жидкостинаправляется в сливиую камеру, имеющуео два сливных пятрубка. Этот потоктакже разделяется ня два, Центральный восходящий поток очищенной жидкости засасывается через концентричпо расположенную трубу 16 инжектором14, смонтированным в спивном патрубкс. 9 Осе(ове(ОГО гидро 1 иклое(д и Отправляется к потребителю с расходомОЕ(зтот расход образуется цз расходовочищенной жидкости после основногоц перечистного гидроццклонов). Втораячасть восходящего потока вместе с небольшим количеством мелких частиц попадает в спивную камеру 15 черезсливной пятрубок 13 и палее через214220 4лона с 1 г = 0,5 П в то время, как встандартных гидроциклопах, работадощих отдельно, эти соотнодпения будутравны: с 1 = 0,22 1); с 1 =. 0,33 0 ис 1, = 0,33 П,. Причем диаметр центрального слпдзного патрубка перечистногогидроциклона с 1 (Фддг.1) должен бьцьравен 0,33 Л, Установлено также, чтоотбор шламоного продукта (местополодц жение кольцевой камеры и тангенциального патрубка) из основного гидроциклона должен осуществляться на расстоянии 1/3 дзысоты Н гидроциклонаот нижнего шламового отверстия (высота разгрузочной камеры составляет1/3 высота основного гидроциклона).Благодаря наличию замкнутой системы, состоящей иэ д ерметичной емкости6, трубы 8 и инжектора 7, шламовыйпродукт с небольшой концентрациеймеханических ддримесей повторно эасасьгвается в гидроциклон и доочищаетсяв нем. С поггощью же концентрпчноустановленной трубы 16 перечистногогпдроциклонэ н нцжектора 14, засасы-эадсщего восходяций поток из перечистпого гидроциклона, процесс разделения в последнем ддддтеддсддфдзцддруется,так как опшаемая жидкость не успеает перегдедддгддзатд ся с остальнымис.гаями ьосходящего потока,Таким образом, в предлагаемомаппарате в результате применениятрубы, соединяющей. герметичную емкость с инжектором в основном гидропддклоне, и концедтрично установленной трубы 16 в перечдгстном гидроциклоне с инжектором в сливном ддатрубке осподзного гидроциклона образуютсядве замкнутые гидравлические систе 40мы в основном дд перечистном гидроциклонах.Использование оптимальных кспстпатрубок 17 к потребителю (если петребуется высокое качество очистки)либо в емкость с исходной суспензией.Концентрация остаточных механическихпримесей в этой жидкости на 60меньше, чем в исходной суспенэии, Степеньочистки жидкости с расходом Цщ после основного гидроциклона (по экспериментальным данным) составляет 96 ,Если же смешать все восходящие потоки после основного и очистного гидроциклонов (включая поток, выходящийиз патрубка 17), то степень очисткивсего гидроциклонного аппарата составит 927,Наличие разгрузочной кольцевойкамеры 3 снижает концентрацию примесей в шламовом продукте после осподзного гидроциклопа, а также обеспечивает разделение нисходящего потока,высококонцентрированная часть которого дополнительно сгущается в перечистном гидроциклоне в результатечего де тоебуется применения сломахустройств обезвоживания шлама; установлено, что степень ссгущеиия шламо 1 Свого продукта = - (где С,и С - ,1 Исоответственно концентрация механических примесей в шламовом продукте после перегистного гидроциклона и в исходном продукте) в гидроциклонномаппарате равна 90, в то время как визвестных стандартных гидроциклоддах,работающих отдельно, , равна 10.Использование разгрузочной кольцевой полости и перечистного гидроциклона позволяет повысить производительность гидроциклонного аппарата,так как диаметры нагнетательного исливного патрубков можно существенноувеличить. Так, при оптимизации конструктивных параметров гидроциклопного аппарата установлены следующиесоотношения: диаметр тангенциальпогонагнетательного патрубка д = 035 0;диаметр сливного патрубка основногогидроциклона й = 0,5 П; диаметр слив- .ного патрубка перечистного гидроцикруктивых параметров, а также замкнутдгх систем позволяет в предлагаемом 45гидроциклондгсм аддддарате увеличддть степень очистки Я с 92 до 96 ., степень сгущения д с 10 до 90, а про-, изводительность в 1,7 раза.цг. 2 Составитель Э. Япковаая Техред Э.Палий КорректорИЭрдейи Л.Весело Реда 820/12 Тираж 518 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д.