Гидроциклонный аппарат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 В 04 С 5 26 ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, H АВТОРСНОМ Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3817162/23-26 (22) 25;09.84 (46) 28.02,86. Бюл. Р 8 (71) Ульяновский политехнический институт (72) E.À. Карев, С.Е. Ведров, E,Н. Зибунин и В.А. Кащук (53) 621.928.37(088,8) (56) Патент ФРГ У 2946157, .кл. В 04 С 5/08, 1978, Шестов P.Н. Гидроциклоны, Л.:

Машйностроение, 1967, с. 19-20. (54)(57) I. ГИДРОЦИКЛОННЫЙ АППАРАТ, содержащий основной гидроциклон с тангенциальным нагнетательным патрубком, сливным и лесковым патрубками и перечистной цилиндроконический гидроциклон со сливным и песковым патрубками, присоединенный к основному посредством тангенциального патрубка, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества очистки путем увеличения степени сгущения шламового продукта, он снабжен герметичной емкостью, размещенной на песковои патрубке основного гидроциклона, инжекторами, установленными в сливном и нагнетательном патрубках основного гидроциклона, трубой, посредствои которой герметичная емкость соединена с инжектором нагнетательного патрубка основного гидроциклона, и трубой, размещенной концентрнчHî внутри сливного патрубка перечистного гидроциклона и соединенной с инжектором сливного патрубка основного гидроциклона, при этом основной гидроциклон имеет коническую часть, выполненную в виде двух вставленных один в другой усеченных конусов, образующих разгрузочную кольцевую камеру, к которой присоединен тангенциальный патрубок перечистного гидроциклона.

2. Аппарат по и. 1, о т л и— ч а и шийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата, высота разгрузочной камеры составляет 1/3 высоты основного гидроцнклона, диаметры сливных патрубков octtc t..ого ti перечистного гидроциклонов составляют 0 5 диаметра соответствующего гидроциклона, а диаметр нагнетательного патрубка ,основного гидроциклона составляет

0,35 диаметра гидроцик",îíà.

1214220

Исходная суспензия с расходом под давлением подается через тангенциальштй плтрубок нагнетания 1 в Oc— новной цилиндрокопттческий гидроциклон 2) в котором отта нлчипает вращаться. ITpzz I3рлтттт. тттп! суспееIэии 33 Гидро пик!тоне отт разуто < 1 цттл основных TIoИзобретение относится к устройст-, вам центробежного разделения неоднородных диспе.рсных систем, а более конкретно к устройствам для центробежного разделения твердой и жидкой флз суспензий с использованием гидроциклонов, и может найти широкое применение в металлообрабатывающей, металлургической, химической, целлтолоэно-бумажной, горнорудной, пищевой и других отраслях промышленности для высокопроизводительной и качествен" ной очистки жидкостей, классификации и обогащения полезных ископаемых.

Цель изобретения — повьппение качества очистки.

Па фиг. 1 представлен гидроциклопиый аппарат, общий вид; на фиг.2 разрез А-А íà фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Гидропиклонный 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 которыми образована кольцевая камера 3, а нижний усеченный конус 4 смонтирован соосно с верхним, шламового патрубка 5 основттого гттдроциклотта 2, герметичной емкости 6, ттттжектора 7, смонтированного в нагнеTGTekl5EIQM патрубке 1, трубы 8, соединяющей герметичнуто емкость 6 с инжектором 7, сливного патрубка 9 основного гидроциклона 2, промежуточного тангенциального плтрубка 10, соединяющего кольцевую камеру 3 с перечистным гидроциклоном ll шламового плтрубка

12 перечистногo гидроциклона 11, центрального сливного патрубка 13, инжектора 14, смонтированног0 в сливHzo патрубке 9 основного гидроциклона сливной камеры 15 перечистного гидроциклона, трубы 16, размещенной концентрично внутри сливного патрубка

13 перечистного гидроциклона, патрубка 17 отвода слива из камеры 15.

Гидроциклонный аппарат работает следующим образом.

l5

55 тока: внешний нисходятпий и тзнутреттний центральный восходящий. 1!ентробежными силами твердые. частицы примесей отбрасываются к стенкам и вместе с жидкостью (с нисходящим потоком) направляются вниз. Нисходящий поток в дальнейшем разделяется нл два потока.

Первый поток с большим содержанием механических примесей попадает в кольцевуто камеру 3, образованную двумя соосно расттоложеттттьтми усеченными Конусами, вставленными один в другой, Второй поток с небольшим содержанием механических примесей, продолжая вращаться, попадттет в нтпкттий усеченный конус 4 основного гидроциклона

2. Затем ттебо.тьтттля часть жидкости выбрасывается через шламовый патрубок 5 вместе с примесями (концентрация которых, клк показали исследования, становится равной концентрации их в исходной суспензии) в герметическую емкость 6, откуда инжектором 7 с помощью трубы 8 засасывается обратно в гидроциклон 2. Основная часть очищенной жидкости, образуя восходящий центральный поток, через сливной плтрубок 9 отправляется к потребителю, Из кольцевой камеры 3 предварительно сгущенный продукт по тангенциальному патрубку 1О нагнетается в перечистной гидроциклон ll для дальнейшей очистки и обезвоживлния. При вращении этого продукта в перечистном гидроциклоне также образуются,пва потока. В нисходящем потоке концентрация механических примесей резко возрастает, и опи с небольшой частью жидкости выбраcLITIàIотся через шламовый патрубок 12 в специальное обезвожитзающее ус-. ройс тво (не ттоказано) .

ВосхОдящитт лОтОк Очищеттетой жидкости наттравляется в спивную камеру, имеющуто два сливных плтрубка. Этот поток также разделяется нл дпа. Центральный восходящий поток очищенной жидкости засасывается через концентричпо p;IckloslokIeIIII o трубу 16 инжектором

14, смонтированным в сливном патрубкс 9 основного гидроциклонл и отправляется к потребителю с расходом

О! (этот расхо" обрл эуется из расходов очищенной жидкости после основного и перечистного гидропиклонов). Вторая часть восходящего потока вместе с небольшим количеством мелких частиц попадает в спивную камеру 15 через сливной плтрубок 13 и пллее через

214220 4 лана с1 < = О,» П,, э та время, как в стандартных гидрациклонах, работающих отдельно, эти соотношения будут равны: d, = 0,22 П; d =- 0,33 D u

dr = 0,33 DI. Причем диаметр центрального слпэнаг0 патрубка перечистного гидроциклона д (Фиг.1) должен быть равен 0,33 D. Установлено также, что отбор шламоэага продукта (местаполо1ð жение кольцевой камеры и тангенциальнога патрубка) из основного гидроциклона должен осуществляться на расстоянии 1/3 высоты Н гидроциклона от нижнего шламавого отверстия (высота разгрузочной камеры составляет

1/3 высота основного гидроциклона).

Благодаря наличию замкнутой системы, состоящей иэ герметичной емкости

6, трубы 8 и инжектора 7, шламовый продукт с небольшой концентрацией механических примесей повторно засасывается в гидроциклон и доочищается в нем. С помощью же концентрпчно установленной трубы 16 перечистного гндрацикланэ н-инжектора 1I, засасы- вающего восходящий поток нз перечистпого гндрациклана, процесс разделения в последнем пптенсифнцируется, IaI как ачпщаемая жидкость не успе«ает перемешиваться с остальными с. аями восходящего потока, Таким образом, э предлагаемом аппарате в результате применения трубы, соединяющей, герметичную емкость с инжектором в основном гидроциклане, и концентрично установленной трубы 16 э перечистном гидроциклоне с инжектором в сливном патрубке основного гидроциклона образуются две замкнутые гидравлические систе4Р мы в основном и перечистнам гидроциклонах °

Использование оптимальных кснстпатрубок 17 к потребителю (если не требуется высокое качество очистки) либо в емкость с исходной суспензией.

Концентрация остаточных механических примесей в этой жидкости на 60% мень " ше, чем в исходной суспенэии. Степень очистки жидкости с расходом 0щ после основного гидроциклона (по экспериментальным данным) составляет 96 .

Если же смешать все восходящие потоки после основного и очистного гидроциклонов (включая поток, выходящий из патрубка 17), то степень очистки всего гидроциклонного аппарата составит 927, Наличие разгрузочной кольцевой камеры 3 снижает концентрацию примесей в шламовом продукте после основного гидроциклапа, а также обеспечивает разделение нисходящего патока,высококонцентрированная часть которого дополнительно сгущается в перечистном гидроциклоне в результате чего не требуется применения сложных устройств обезвоживания шлама; установлено, что степень сгущения шламо-! С„ ваго продукта = — (где С,„и ф—, I g соответственно концентрация механических примесей в шламовом продукте после rrepe rHcòíoãî гидроциклана и в исходном продукте) в гидроциклонном аппарате равна 90, в то время как в известных стандартных гидроциклонах, работающих отдельно,,„ равна 10.

Использование разгрузочной кольцевой полости и перечистного гидроциклона позволяет повысить производительность гидроциклонного аппарата, так как диаметры нагнета гельнаго и сливного патрубков можно существенно увеличить. Так, при оптимизации конструктивных параметров гидрациклопного аппарата установлены следующие соотношения: диаметр тангенциальпага нагнетательного патрубка d = 0,35 D; диаметр сливного патрубка основного гидроциклона d = 0,5 D; диаметр слив- . ного патрубка перечистного гидрацикруктивных параметров, а также замкнутых систем позволяет в предлагаемом

45 идроцикланнам аппаратe увеличить степень очистки E с 92 до 96 ., степень сгущения с 10 до 90, а про-, изводительность в 1,7 раза.!

2!4220

121 220

Составитель Э. Янкова

Редактор Л.Веселовская Техред З.Палий Корректор И„Эрдейи

Заказ 820/12 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4