Гидроциклон

 

Использование: в технике .разделения пульп и суспензий под действием центробежных сил и принципа электрофлотационного извлечения твердой фазы. Суопевзия С Ј Гидроциклон, включающий вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками тангенциального ввода суспензии 2, вывода фугата 4, полый цилиндр 5, установленный соосно корпусу 1, и образующий канал для флотации частиц твердой фазы пузырьками электролизных газов на поверхность жидкости . Между корпусом 1 и полым цилиндром 5 размещены два цилиндрических перфорированных электрода анод 6 и катод 7. На электроды 6,7 подают напряжение постоянного тока, достаточное для электролиза водной среды, образующиеся пузырьки захватывают твердые частицы, сконцентрированные в пристенном слое, и выносят их внутрь полого цилиндра 5, образуя пенный слой. Пузырьки связывают в комплексы практически все фракции дисперсной фазы вплоть до единиц микронов. 1 ил. 5 (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 04 С 5/103

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (Л

Суспеиз V

00 (л (-Ь

Фугат (21) 4927003/26 (22) 25,02,91 (46) 15.01.93, Бюл. 2 (71) Волгоградский политехнический институт (72) А,Б,Голованчиков, H,О.Сиволобова, Г.Л.Дахина и Н.В,Тябин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1421419, кл. В 04 С 5/16, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М- 1007740, кл. В 04 В 3/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ме 1398918, кл. В 04 С 9/00, 1988, (54) ГИДРОЦИКЛОН (57) Использование: в технике .разделения пульп и суспензий под действием центробежных сил и принципа электрофлотационного извлечения твердой фазы.

„„Я „„1787564 А1

Гидроциклон, включающий вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками тангенциального ввода суспензии 2, вывода фугата 4, полый цилиндр 5, установленный соосно корпусу 1, и образующий канал для флотации частиц твердой фазы пузырьками электролизных газов на поверхность жидкости, Между корпусом 1 и полым цилиндром

5 размещены два цилиндрических перфорированных электрода анод 6 и катод 7. На электроды 6, 7 подают напряжение постоянного тока, достаточное для электролиза водной среды, образующиеся пузырьки захватывают твердые частицы, сконцентрированные в пристенном слое, и выносят их внутрь полого цилиндра 5, образуя пенный слой. Пузырьки связывают в комплексы практически все фракции дисперсной фазы вплоть до единиц микронов. 1 ил.

1787564

Изобретение относится к технике разделения пульп и суспензий под действием центробежных сил и позволяет повысить эффективность разделения за счет использования принципа электрофлотационного 5 извлечения твердой фазы.

Известен гидроциклон, включающий цилиндрический корпус с верхним танген> циальным вводом разделяемой систем и ко нйческое днище с выходным патрубком, а 10 также вйводящую систему фугата.

" Недбстатком конструкции является: вопервых, большая сила трения потока о стенки корпуса, в результате чего центробежная сила у периферии снижается; во-вторых, на- 15 личие частичного уноса потоком жидкости мельчайшей фракции твердого вещества, что снижает качество разделения.

Известна фильтрующая центрифуга, включающая вертикальный корпус и соосно 20 установленная пара электродов, использующая центробежный принцип концентрации твердого материала в пристеночном слое, а также электрофлотационный метод извлечения дисперсной твердой фазы, 25

Недостатком этой конструкции являются скользящие контакты, подводящие ток к вращающемуся ротору.

В качестве прототипа выбрана конструкция гидроциклона, содер>кащая верти- 30 кальный корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубки отвода фугата и шлама, соосный корпусу полый цилиндр, снабжен ныы и по наружной поверхности фильтровальной сеткой, 35

Недостатком конструкции снижение центробежной силы на периферийном участке в результате трения потока о стенки корпуса, приводящее к ослаблению эффективности разделения, а также повышенное 40 гидравлическое сопротивление аппарата от установки в нем фильтровального элемента, также снижающее результативность процесса.

Цель изобретения — повышение эффек- 45 тивности разделения.

На чертеже изображен гидроциклон для разделения водных суспензий.

Он состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с патрубком тангенциаль- 50 ного ввода суспензии 2, конического днища

3 с патрубком вывода фугата 4, полого цилиндра 5, установленного соосно корпусу, а также двух цилиндрических перфорированных электродов: анода 6 и катода 7, поме- 55 щенных между корпусом и полым цилиндром и электроизолированных от них, причем полый цилиндр 5 при этом образует канал для флотации частиц твердой фазы пузырьками электролизных газов на поверхность жидкости, Устройство работает следующим образом, Разделяемая суспензия поступает в корпус 1 через патрубок тангенциального ввода 2 и, закручиваясь, отбрасывается центробежными силами к периферии. При этом в пристенном слое происходит концентрация твердой фазы. На электроды 6 и 7 подается напряжение постоянного тока, достаточное для электролиза водной фазы, в результате чего образующиеся пузырьки захватывают твердые частицы, сконцентрированные здесь же в пристенном слое, и выносят их в потоке сначала в коническую зону, а затем в режиме всплывания внутри полого цилиндра 5 вверх, образуя на поверхности пенный слой. Очищенная от твердых частиц жидкость-фугат сливается через выходной патрубок 4 в коническом днище 3.

Установка электродов 6 и 7 в зоне максимальной концентрации твердой фазы позволяет создать благоприятные условия для обеспечения всех частиц твердого материала пузырьками электролиз газов с образованием комплекса "частица-пузырек", а разделение объема гидроциклона на зону концентрации твердого и зону его выделение из жидкости с помощью цилиндра позволяет создать спокойную гидродинамическую обстановку для подъема комплексов вверх в пену без разрушения. При этом положительным является то, что пузырьки связывают в комплексы практически все фракции дисперсной твердой фазы, вплоть до единиц микронов, обеспечивая высокую степень разделения суспензия, Флотационное выделение из жидкости твердой фазы в значительной мере предотвращает унос ее потоком фугата, т.к. вектор скорости подъема электролизных газов около электродов, расположенных в пристенной зоне, значительно снижает трение потока суспензии о стенку корпуса, в результате чего эффект центробежного сгущения твердой фазы усиливается.

Гидроциклон может работать также в режиме коагуляционного разделения. В этом случае анод выполняется из растворимого материала, например, алюминия, железа, которые адсорбируют на своих гидроокисях твердую фазу и флотируются с ней в пену. Кроме того, располагая катод и анод вблизи полого цилиндра и корпуса соответственно, /раздвигая их/ можно обеспечить помимо разделения системы обеззараживание ее водной фазы /фугата/, осуществляемое электрическим полем между электродами.

17875б4

20

30

40

50

Составитель А.Голованчиков

Техред М,Моргентал Корректор H.Áó÷oê

Редактор

Заказ 27 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Таким образом, установка между корпусом гидроцилиндра и полым цилиндром двух цилиндрических перфорированных электродов и сочетание в результате этого принципов центробежного сгущения и электрофлотационного извлечения твердого из жидкого позволяет повысить эффективность разделения водных суспензий.

Формула изобретения

Гидроциклон, включающий вертикальный корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубками отвода фугата и шлама, соосный корпусу полый цилиндр, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения, он снабжен

5 двумя цилиндрическими перфорированными электродами, установленными между корпусом и полым цилиндром, выполненным с открытым нижним торцом, при этом цилиндр образует канал флотации шлама в

10 пену,