Гидроциклон

(23) Приоритет Государственный комитет во делан изобретений и открытий(53) УД К 621,928, .37 (088,8) ГВ,А,Вайдуков, Н, И,Глаголев и В,В.НайденкоНДзержинский филиал Всесоюзного научно-исслвповательскогои конструкторского института химического машинистроения(54) ГИДРОЦИКЛОН Изобретение относится к устройствамдля выделения волокнистых материалов изсуспензий в поле центробежных сил, именно к гидроциклонвм, и может найти применение в бумажной промышленнссти идругих отраслях, где требуется выделениеволокон из суспензии.Известен гидроциклон для выделенияволокнистых материалов из суспензий,например прямоточный гидроциклон. Этотаппарат представляет собой цилиндроконический корпус с патрубками вводаисходной суспензии и вывода разделенныхфракций. В цилиндрической части корпусарасположена неподвижная турбина (поршеньс винтовой нарезкой) для создания вращательного движения суспензии внутри корпуса аппарата 1 ,Недостаток этого гидроциклона длявыделения материалов малая эффектив. тОность выделения волокон. Это объясняетсятем, что вследствие своей формы, а именно, длина во много раа больше ширины,волокнистые частицы совершают незначительное число оборотов внутри аппарата,не успевают достигнуть стенки гидроциклона и большая часть их уносится с освет.ленным потоком,Известен также гндроциклон, включающий цилиндро-конический корпус с патрубками ввода исходной суспензии и выводаразделенных фракций, установленный вверхней части корпуса поршень с каналами на его боковой поверхности, причемканалы поршня выполнены под различнымиуглами к нижнему торцу поршня в диапазоне 10-15 23,Данное устройство в некоторой степениповышает эффективность выделения волокнистых материалов за счет агломерацииволокон при выходе из. каналов поршня.Однако следует отметить, что в вихревомпотоке разделяемой суспензии в гидропиклоне при наличии высоких линейных скоростей имеет место сдвиг отдельныхслоев жидкости относителт но других, вэто ведет к разрушению агломераторов волокон по высоте рабочей цилиндроконической полости гидроциклона и выносу волокон в слив. Особо этот эффект проявляется на стыке восходящего и нисходящего потоков, где эти агломераты лбуквально перетираются и увлекаютсяв слив.Поэтому данная конструкция гидроциклона также допускает значительный выносволокон со сливным потоком, т,е. эффективность его работы незначительна.другим недостатком прямоточногогидроциклона является ненадежность его 15в работе вследствие забивки входныхканалов на поршне волокнистым материалом,Это объясняется тем, что гидроциклоныдля обеспечения нормальной эффективнойработы имеют оптимальный диаметр вход оного отверстия питающего патрубка. Впрямоточном гидроциклоне это оптимальное сечение разбивается на несколько каналов с суммарным сечением, эквивалентным единичному отверстию. 25Поэтому в прямоточном гидроциклоневходные каналы имеют малое сечение,которые на реальных суспензиях подвергаются быстрой забивке, а это ведет кнеработоспособности аппарата.30Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемомурезультату является горизонтальный гидроциклон, содержащий цилиндро - коническийкорпус с тангенциональным патрубком35подвода исходной суспензии, спивным ипесковым патрубками, и спивную камеру,внутри которой расположен фильтрующийэлемент. Между фильтрующим элементоми сливным патрубком закреплена перфорированная решетка 31 .Работает известный гидроциклон следующим образом,Наиболее грубая часть твердой фракции выделяется под действием центробеж 45ных сил в вихревом потоке гидропиклонапри подаче исходной суспензии тангенциально в рабочую полость аппарата. Другая часть потока, включающая наиболеемелкую и легкую твердую фракцию, выходит под давлением через сливной патрубоки, пронизывая. перрорированную решетку,дробится на струи, обладающие большойкинетической энергией, Эти струи пронизывают фильтрующую пере;ородку и освобождаются от той части твердой фракции 55(волокнистых материалов), которая вынеслась с потоком, Твердая фракция за счетупругих колебаний фильтрующей перегородки стекает вниз с частью жидкости и отводится в виде сгущенной суспензии.Одним из основных недостатков известного гидроциклона является то, что волокнистые материалы, имеющие удлиненнуюформу, могут прилипать и наматыватьсяна фильтруюшую перегородку, постепенноее замазывая, Это ведет к снижениюпроизводительности по фильтрату, и требуется частая регенерация фильтруюшейперегородки.Цель изобретения - повышение производительности устройства за счет предотвращения попадания в сливной поток волокнистых материалов,Поставленная цель достигается тем,что сливная камера снабжена установленным над фильтрующим элементом конусообразным отражателем, вершина которогообращена к сливному патрубку.При этом конусообразный отражательцелесообразно выполнять из стержней,расходящихся от центра по коническойповерхности.Благодаря таким конструктивным элементам выходящий из сливного патрубкавихревой факелообразный сливной поток,содержащий волокнистые материалы, ударяется об конусообразный обтекатель, выполненный из стержней. При этом жидкаяфаза при ударе пронизывает поверхностьобтекателя, а волокнистые материалызадерживаются на его стержнях, Последующие потоки сливного вихря смываютосевшие волокнистые материалр по стержням в донную часть осевой камеры. Конический обтекатель из стержней имеетнезначительное гидравлическое сопро тивление в сравнении с сеткой, эффективноулавливает волокнистые материалы, обеспечивает направленное перемещение ихбез дополнительной энергии извне в донную часть осевой камеры.На фиг. 1 представлен гидроциклон,общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А нафиг. 1.Гидроциклон состоит из цилиндро - конического корпуса 1, тангенциальногопатрубка 2 для подачи исходной суспензии,пескового цагрубка 3 для выхода сгущенного осадка, сливного патрубка 4 дляотвода осветленной суспензии. К корпусу 1со стороны сливного патрубка 4 примыкаетсливная камера 5, верхняя часть которойснабжена отражателем 6 в виде конфузора,еа донная часть по оси - патрубком 7 дляотвода фильтрата, по периферии - патрубками 8 для отвода сгущенных волокнистых5 8654материалов. Патрубок 7 сверху снабжается осевым конусообразным отражателем 9из стержней с вершиной, направленной всторону сливного патрубка 4, Ось 10отражателя 9 крепится к патрубку 7 припомощи ребер 11, Верхняя часть патрубка 7 снабжается раструбом 12 для сборафильтрата. Над раструбом 12 расположенфильтрующий элемент 13,Работа гидроциклона осуществляетсяследующим образом.Исходную суспензию через тангенциальный патрубок 2 под давлением подают вцилиндро - конический корпус 1 гидроциклона, сообщая ей интенсивное вращательноедвижение в его полости. Под действиемцентробежных сил твердая фракция (наиболее грубые волокна) отбрасываетсяк периферии, движется по спирали к вершине конической части корпуса 1 и отводится в виде сгущенной массы черезпесковый патрубок 3. Другая часть потока,включающая наиболее мелкую фракцию(наиболее тонкие волокна), движетсяосевым обратным потоком к сливномупатрубку 4, из которого вытекает факелообразным вихрем, пронизывающим насвоем пути конусообразный отражательиз стержней. При этом волокнистыематериалы оседают на стержнях отразожателя 9, а осветленная часть суспензии проходит через фильтрующий элемент13, фильтрат собирается при помощираструба 12 и отводится по патрубку 7.Волокна, осевшие на стержнях, агломерируются и смываются сливным потокомпо стержням в донную часть осевой 1 сливной) камеры 5, откуда отводятся при помощи патрубков 8. Брызги жидкости,возникшие при ударе сливного потока обконусообразный отражатель, собираютсяпри помощи конфузорного отражателя инаправляются в патрубок 7 в зону отвода фильтрата,15 бТаким образом, предлагаемая конструкция гидроциклона позволяет с высокой эффективностью выделять волокнистые материалы из суспензии. При этом значительно повышается производительность устройства, обеспечивается высокая надежность и устойчивость его в работе путем саморегенерации фильтрующего устройства.Ориентировочный экономический аффект от использования предлагаемого устройства составляет 120 тыс. рублей в год,формула изобретения1. Гидроциклон, содержащий цилиндро -Фконический корпус с тангенциальным паърубком ввода исходной суспензии, сливным и песковым патрубками, и сливную камеру внутри которой расположен фильтрующий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности устройства за счет предотвращения попадания в сливной поток волокнистых материалов, сливная камера снабжена установленным над фильтрующим элементом конусообразным отражателем, вершина которого обращена к сливному патрубку.2. Гидроциклон по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тею, что конусообразный отражатель выполнен из стержней, расходящихся от центра по конической поверхности.Источники иарормации,принятые во внимание при экспертизе 1, Вго Иеу Э. ЛЬе Ну даосу сборе,1965, с. 254, 2. Авторское свидетельство СССР Ъ 670338, кл, В 04 С 3/06, 1976,3, Авторское свидетельство СССР Ию 528122, кл, В 04 С 5/13, 1975,Д-АФиг.УСоставитель Э, ЯшковаРедактор Н. Альшина Техред З,фанта Корректор Н. Степ Заказ 7928/14 Тираж 648 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. "Проектная, 4