Гидроциклон

Союэ СоветскикСоциапис тически нРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 971492(22) Заявлено 15.04.81 (2) ) 3273302/23-26с присоединением заявки РЙ,37(088. 8) по делам изабретеннй и открытка(72) Авторы изобретения)М 3 оИ., Г. Терновский, А. М, Кутепов, М. Г. Лагуткттн,Л. Г. Цыганов и А. В. Чичаевт 4 Вутц,Ф Г,уф,в;"с ";/Московский ордена Трудового Красного Знаменйинститут химического машиностроенияШЮ щ.р(54) ГИПРОЦИКЛОН 1Изобретение относится к устройствамдля проведения процессов разделенияпульп, суспензий и несмешивающихся жидкостей в центробежном поле и можетбыть использовано в химической, нефтехимической, горнообагатительной, уголь. - 5ной, цементной, целлюлозно-бумажнойпромышленности и других отраслях народного хозяйства,Известен гидроциклон, включающийцнлиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубкамидля отвода осветленной и сгущенной фракций, регулирующий клапан в виде резиновой манжеты, установленный на патрубкедля отвода сгущенной фракции 1),Недостатком этого гидроциклона является невозможность проведения регулировки по осветленному продукту, чтов значительной степени сказывается накачественных показателях разделения испособствует нежелательному уносу твердой фазы из аппарата при осветлении суспензий. 2Известен также гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубкомдля отвода разделенных фракций и штоком,снабженным игольчатым клапаном и со-.вершающим возвратно-поступательноедвижение по вертикали ( 2 .Недостаток такого гидроциклона заключается в том, что установка регулирующего клапана лишь на одном разгрузочном патрубке не позволяет получатьтребуемого содержания твердой фазы одновременно и в осветленном и в сгущенномпродуктах разделения, при этом регулировка состава и качества продуктов разделения осуществляется исключительно засчет перемещения штока с игольчатымклапаном,.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату кпредлагаемому гидроциклону являетсягидроциклон, включающий цилиндроконич еский корпус с тангенциальным входным,сливным и песковым патрубками, располо92 4 3 9714 женный вдоль оси корпуса полый шток с регулирующими клапанами, установленный с возможностью осевого перемещения 3.В этом гидроциклоне разделяемая суспензия через тангенциальный патрубок подается под избыточным давлением в корпус аппарата, где за счет действия центробежных сил инерции происходит разделение ее на осветленную и сгущенную фракции. Продукты разделения выводятся 10 из гидроциклона через разгрузочные патрубки. Содержание твердой фазы в осветленном и сгущенном потоках регулируется за счет перемещения регулирующих клапанов, жестко установленных на штоке, вдоль 15 оси аппарата. При этом одновременно изменяются кольцевые сечения разгрузочных отверстий для отвода осветленной и сгущенной фракций, что приводит к перераспределению выходящих потоков и изме О нению содержания твердого материала в них при сохранении неизменной общей производительности гидроциклона.Недостатком этого гидроциклона является невозможность индивидуальной 25 регулировки плошадИ сечения кольцевых щелей разгрузочных отверстий. Кроме того, в таком гидроциклоне нельзя осуществить саморегулирование процесса разделения из-за наличия "жестких" клапанов, пре О пятствующих внутреннему перераспределению материала твердой фазы в осветленном и сгущенном продуктах, что ограничивает возможность получения продуктов заданных состава и качества, Изменение соотношения35 плошадей разгрузочных отверстий в более широком диапазоне требует разборки гидроциклона для установки клапанов в определенном положении.Целью изобретения является повышение 4 эффективности разделения за счет осуществления саморегулировки процесса разделения клапанами.Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем цилиндро 45 конический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, расположепьш вдоль оси корпуса полый шток с. регулирующими клапанами, установленный с возможностью осевого перемеше 50 ния, клапаны выполнены в виде эластичных кольцевых оболочек, установленных на наружной поверхности полого штока, имеющего прорези, а гидроциклон снабжен источником подачи инертной несжимаемой жидкости, присоединенным к полому штоку.55С целью обеспечения независимой индивидуальной регулировки проходных сечений сливного и пескового патрубков,полый шток снабжать разделительной перегородкой,На фиг. 1 изображен общий вид гидроциклона на фиг, 2 - вариант выполнениясаморегулирующихся эластичных клапанов.Гидроциклон состоит из цилиндроконического корпуса 1 с крышкой 2, тангенциального входного 3, сливного 4 и лескового 5 патрубков, приемной камеры 6сгущенного продукта, полого штока 7 спрорезями 8 и эластичными кольцевымиоболочками 9, закрепленными на этомштоке хомутами 10. Шток 7 может бытьснабжен разделительной перегородкой 11,обеспечивающей индивидуальную регулировку площадей сечения проходных отверстийдля отвода продуктов разделения, а такжекаплевидной эластичной оболочкой 12для саморегулирования процесса разделения.Этот шток вместе с эластичными оболочками 9 и 12 имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдольоси корпуса 1,Гидроциклон работает сдедутошим образом.Разделяемая суспензия под давлениемподается в корпус 1 через патрубок 3,расположенный под крышкой 2. За счетдействия центробежных сил инерции изпотока выделяются частицы тяжелой фракции, которые по спиральной траекторииперемешаются к стенкам корпуса 1 изатем, двигаясь вниз к камере 6, поступают в нее через кольцевой зазор, образованный стенками корпуса 1 в нижнейчасти конуса и оболочкой 9, закрепленнойна штоке 7 хомутами 10, обеспечивающими герметичность соединения, Далеесгущенный продукт выводится из камеры6 через патрубок 5. Поток осветленнойжидкости с незначительным содержаниемтвердой фазы перемещается в центральную зону гидроциклона и выводится изнего через патрубок 4., пройдя кольцевой зазор между стенками этого патрубкаи верхней оболочкой 9. Шток 7 имеетпрорези 8 в местах установки оболочек9, Регулировка показателей разделенияосуществляется за счет подачи инертнойнесжимаемой жидкости во внутреннююполость штока 7. Если давление подачиэтой жндкости .превышает давление вкорпусе гицроциклона, то оболочки 9 расширяются, уменьшая площади проходныхкольцевых сечений для отвода продуктовразделения, как это показано на фиг. 1и 2. Давление инертной жидкости в штоке7, меньшее рабочего давления в гидроциклоне, вызывает сокращение оболочек1,Гиароциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенцильным входным,сливным и песковым патрубками, расположенный вдоль оси корпуса полый штокс регулирующими клапанами, установленный с возможностью осевого перемещения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности разделенияза счет осуществления саморегулировкипрсцесса разделения клапанами, последниевыполнены в виде эластичных кольцевыхоболочек, установленных на наружной по.верхности полого штока, имеющего прорези, а гидроциклон снабжен источникомподачи инертной .несжимаемой жидкости,присоединенным к полому штоку.2. Гщрошпцон по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения независимой индивидуальной регулировки проходных сечений сливного илескового патрубков, полый шток снабженразделительной перегородкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Поваров А. И, Гидроциклоны наобогатительных фабриках, М., "Недра",1978, с. 188, рис. 6, 4 в,2. Авторское свидетельство СССРИф 380357, кл, В 04 С 5/181, 1970.3. Авторское свидетельство СССРМо 566633, кл.,В 04 С 5/181, 1976. 5 9714 9, что приводит к увеличению проходных сечений разгрузочных отверстий, а следо-, вать.льно, и к изменению показателей разделения, Этой же цели служит выполнение штока с возможностью его возвратно-поступательного движения вдоль оси гидроциклона. Наличие перегородки 11 в штоке 7 позволяет осуществлять индивидуальную регулировку плошадей сечения щелей для отвода осветленной и сгущен О ной фракций при двусторонней подачеинертной жидкости или газа под разным давлением во внутреннюю полость штока 7 (фиг. 1), Саморегутировку этих проходных кольцевых сечений можно осуще ствлять в случае, если рабочее давление в корпусе по высоте гидроциклона неодинаково, что характерно для реальных условий работы цилиндроконических гидро- циклонов. Увеличение давления рабочей ро среды в гидроциклоне в нижней зоне перед камерой 6, вызванное большей плотностью суспензии в этой области, приводит к сжатию нижней оболочки 9 (фиг. 1, без перегородки 11) или оболочки 12 (фиг. 25 2). При наличии несжимаемой жидкости в штоке 7 сжатие нижней оболочки 9 вызывает перемещение (передавливание) этой жидкости в верхнюю часть штока 7 и как следствие этого расширение оболоч- зо ки 9, установленной в зоне патрубка 4 (фиг, 2). При этом одновременно изменяются проходные сечения кольцевых щелей для отвода продуктов разделения, соотношение объемов выходящих потоков и содержание твердой (тяжелой) фазы в них.Таким образом, применение предлагаемого гидроциклона, снабженного эластичными клапанами, в процессах разделения пульп, суспензий и несмешивающихся жидкостей позволяет оперативно осуществлять как одновременную, так и индивидуальную регулировку объемных расходов сгущенной и осветленной фракций, крупности и содержания тяжелой фазы в них, а также обеспечивает возможность саморегулирования показателей разделения, что особенно важно при обработке суспензий с нестабильным содержанием 92 6и крупностью твердой фазы в них. Выпспнение гидроциклона согласно изобретениюпозволяет исключить операции демонтажаи монтажа его с целью замены сливныхпатрубков и песковых насадков при работе на различных по составу и качествусредах, а также дает возможность получать сгущенный и осветленный продуктытребуемой концентрации тяжелой фазыв широком диапазоне изменения свойствразделяемых суспензий, пульп и несмешивающихся жидкостей, что обусловливаетэффективность применения таких гидроциклонов. формула изобретения971492 ль Э, Яшковафанта Корректор М. Дем остав Редактор кн хред 787/19 Тираж 61 ВНИИПИ Государственн по делам иэобре 113035, Москва, ЖПодписное го комитета СССРтений и открытий