Гидроциклон

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к разделению материала по крупности и плотности в центробежном поле, и м.б. применено на гор нодобы ва ющих рудо по дготовител ьн ых предприятиях и других отраслях пром-сти. Цель - повышение эффективности разделения , увеличение произв-сти и ресурса работы гидроциклона за счет снижения влияния турбулизации потока суспензии. Гидроциклон (ГЦ) содержит цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим патрубком (П) 2. Его наружная стенка выполнена в сечении , перпендикулярном оси ГЦ, в виде части клотоиды (К). Последняя имеет на входе в питающий П 2 радиус кривизны R, превышающий R цилиндрической части ГЦ. В точке сопряжения питающего П 2 с цилиндрической частью ГЦ радиус кривизны К равен радиусу цилиндрической части ГЦ. Центр кривизны К совпадает с осью ГЦ. Форма наружной стенки П 2 способствует более плавному движению суспензии с минимальной турбулизацией потока в питающем П 2 и в вихревой камере ГЦ. Это позволяет снизить интенсивность перемешивания продуктов разделения и увеличить эффективность разделения. За счет снижения влияния зон локальной турбулизации потока обеспечивается увеличение произсти и ресурса работы аппарата. 2 ил. ч-t Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л1)э В 03 B 5/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4771767I03 (22) 20.12.89 (46) 29.02.92. Бюл. М 8 (71) Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых

"ИОТТ"

Ф (72) H.k.Âèíîãðàäîâ, Л.А.Волков, И,Ю.Довнар и Л.Я.Коган (53) 621.928.37(088.8) (56) Исследование и промышленное применение гидроциклонов. Тезисы докладов первого симпозиума. Горький; 1981, с. 76-80.

Иофа Н.Б., Зарубин Л.С. и Хайдакин .B,È. Обогащение мелкого угля в тяжелосредних гидроциклонах. М.: Недра, 1978, с. 63-67. (54) ГИДРОЦИКЛОН (57) Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к разделению материала по крупности и плотности в центробежном поле, и м.б. применено на горнодобывающих рудоподготовительных предприятиях и других отраслях пром-сти.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к разделению материала по крупности и плотности в центробежном поле, и может быть применено на горнодобывающих, рудоподготовительных предприятиях и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения, увеличение производительности и ресурсов работы

t А2 1715422 А1

Цель — повышение эффективности разделения, увеличение произв-сти и ресурса работы гидроциклона за счет снижения влияния турбулизации потока суспензии. Гидроциклон (ГЦ) содержит цилиндроконический корпус с тан ген циальным питающим патрубком (П) 2. Его наружная стенка выполнена в сечении, перпендикулярном оси ГЦ, в виде части клотоиды (К). Последняя имеет на входе в питающий П 2 радиус кривизны R, превышающий R цилиндрической части ГЦ, В точке сопряжения питающего П 2 с цилиндрической частью ГЦ радиус кривизны К равен радиусу цилиндрической части ГЦ.

Центр кривизны К совпадает с осью ГЦ.

Форма наружной стенки П 2 способствует более плавному движению суспензии с минимальной турбулизацией потока в питающем П 2 и в вихревой камере ГЦ. Это позволяет снизить интенсивность перемешивания продуктов разделения и увеличить эффективность разделения. За счет снижения влияния зон локальной турбулиэации потока обеспечивается увеличение произсти и ресурса работы аппарата. 2 ил. гидроциклона за счет снижения влияния турбулизации потока суспензии.

Указанная цель достигается тем, что в гидроциклоне, включающем цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим патрубком, сливной патрубак и песковую насадку, наружная стенка питающего патрубка в сечении, перпендикулярном оси гидроциклона, выполнена в виде части клотоиды, имеющей.на входе в питающий пат1715422 рубок радиус кривизны, превышающий радиус цилиндроконической части гидроциклона. В точке сопряжения питающего патрубка с цилиндрической частью гидроциклона радиус кривизны клотоиды равен радиусу цилиндрической части гидроциклона, а центр кривизны клотоиды совпадает с осью гидроциклона.

Форма наружной стенки тангенциального входного патрубка, которая выполнена в сечении, перпендикулярном оси гидроциклона, в виде части клотоиды способствует более плавному движению суспензии с минимальной турбулизацией потока в питающем патрубке и в вихревой камере гидроциклона. Это позволяет снизить . интенсивность перемешивания продуктов разделения и существенно увеличить эффективность разделения. Кроме того, за счет снижения влияния зон локальной турбулизации потока обеспечивается увеличение производительности и ресурса работы аппарата. Плавное движение суспензии с минимальной турбулизацией потока в питающем патрубке и вихревой камере гидроциклона достигается максимально равномерным увеличением центробежного ускорения при переходе частиц суспензии с прямолинейной траектории на круговую заданного радиуса. Так как радиус кривизны тангенциального питающего патрубка обратно пропорционален центробежному ускорению, то радиус кривизны наружной стенки питающего патрубка соответственно максимально равномерно уменьшается от бесконечности до заданного радиуса аппарата. Таким образом, при одинаковой длине наружной стенки питающего патрубка и при заданном радиусе гидроциклона, чем больше значение радиуса кривизны н начале наружной стенки питающего патрубка приближается к бесконечности, тем более совершенна форма наружной стенки спирального входного патрубка, При одинаковой длине наружной стенки питающего патрубка, равной 300 мм, и радиусе гидроциклона, равном 75 мм, максимальное значение радиуса кривизны в начале наружной стенки питающего патрубка, равное 4575 мм, обеспечивается при выполнении наружной стенки в сечении, перпендикулярном оси гидроциклона в виде части клотоиды. Радиусы кривизны наружных стенок питающих патрубков, выполненных в виде логарифмической спирали и циклоиды, равнялись соответственно 274 и 353 мм.

Для. получения формы наружной стенки тангенциального питающего патрубка использовались следующие уравнения в параметрической форме:

Клотоида х=аVn fcos dt,у=àVn fsln dt, йР йт р 2 p 2

5 где t — д+) Эти интегралы не выражаются через элементарные функции, 10 Циклоида х = a(t- slnt); у - а(1- cost)

Логарифмическая спираль (в полярных координатах)

$ =ае" где х, у — координаты, мм;

t — угол, рад;

S — длина дуги, мм; а, к — постоянные.

На фиг, 1 изображен предлагаемый гид20 роциклон, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус 1 с тангенциальным питающим патрубком 2, наружная стенка 3 которого выполнена в сечении, перпендикулярном оси гидроциклона, в виде части клотоиды, а также сливной патрубок 4 для отвода осветленной жидкости и песковую насадку 5 для выгрузки сгущенного продукта.

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная суспензия, поступающая в питающий патрубок 2, и далее в корпус 1 аппарата, образует вращающийся поток, Под действием центробежной силы крупные и тяжелые частицы отбрасываются к наружной стенке питающего патрубка, т.е. частично разделяются по крупности и плотности, и далее плавно с минимальным перемешиванием расслоившихся частиц поступают в корпус гидроциклона. После окончательного разделения по крупности и плотности зти частицы разгружаются через песковую насадку 5. Тонкие и легкие частицы выносятся с осветленной жидкостью через сливной патрубок 4.

Формула изобретения

50 Гидроциклон, включающии цилиндрОконический корпус с тангенциальным питающим патрубком,сливной патрубок, песковую насадку, отл и ча ю щи йс ятем, что, с целью повышения эффективности разделения, увеличения производительности и ресурса работы гидроциклона за счет снижения влияния турбулизации потока сус- пензии, наружная стенка питающего патрубка в сечении, перпендикулярном оси б0 гидроциклона, выполнена в виде части клотоиды, имеющей на входе в питающий пат1715422 рубок радиус кривизны, превышающий радиус цилиндрической части гидроциклона, а в точке сопряжения питающего патрубка: с цилиндрической частью гидроциклона,имее ющей радиус кривизны, равный радиусу цилиндрической части гидроциклона, причем центр кривизны клотоиды совпадает с

Осью Гидроциклона.