Прямоточный вихревой аппарат

Авторы патента:

Полезная модель относится к устройствам для разделения суспензий, эмульсий и очистки сточных вод в поле центробежных сил и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, нефтяной, нефтехимической, биологической, пищевой и других отраслях промышленности. Задачей полезной модели является расширение области использования и повышение эффективности разделения суспензий и эмульсий и очистки сточных вод. Поставленная задача решается разработкой прямоточного вихревого аппарата, содержащего цилиндрический корпус, осевой обтекатель, расположенный на входе корпуса и снабженный завихрителем для закручивания потока, выполненным в виде винтовой поверхности имеющей от двух до четырех витков с шагом от 0,3 до 1,5 внутреннего диаметра корпуса, центральную трубу, расположенную соосно с корпусом с образованием между центральной трубой и корпусом щели, сообщающейся с дополнительной камерой, снабженной патрубком для отвода сгущенной фракции, в котором центральная труба в дополнительной камере установлена с возможностью осевого перемещения, а разделяющая перегородка выполнена в форме полого усеченного конуса со свободным концом у малого основания, диаметр которого меньше внутреннего диаметра цилиндрического корпуса. Соединение дополнительной камеры с центральной трубой выполнено резьбовым. 1. ил., 1 з.п. ф-лы.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является прямоточный гидроциклон (см. патент РФ 47772, МПК В04С 3/00, Б.И. 25, 2005 г.), содержащий цилиндрический корпус, осевой обтекатель, расположенный на входе корпуса и снабженный средством для закручивания потока, выполненным в виде винтовой поверхности, имеющей от двух до четырех витков с шагом от 0,3 до 1,5 внутреннего диаметра корпуса, центральную трубу, расположенную соосно с корпусом с образованием между центральной трубой и корпусом щели, ширина которой составляет от 0,1 до 0,25 внутреннего диаметра корпуса, сообщающейся с дополнительной камерой, снабженной патрубком для отвода сгущенной фракции, и фильтрующую перегородку, отличающийся тем, что фильтрующая перегородка имеет форму конуса с конусностью от 1:4 до 1:10, фильтрующая перегородка расположена соосно с корпусом и центральной трубой и присоединена основанием к центральной трубе, а сужающейся частью погружена в корпус, причем щель между центральной трубой и корпусом охватывает ближайшую к основанию часть фильтрующей перегородки.

Прототипом является прямоточный циклон (см. Патент РФ 639170, МКИ В01D 45/12, 1995.03.10.), содержащий цилиндрический корпус с центральным коническим обтекателем на входе и усеченной конусной вставкой на выходе, патрубками отвода осветленной и сгущенной фракций, и центральной трубой, снабженный размещенной коаксиально внутри корпуса цилиндрической камерой с вмонтированным в нее осевым обтекателем с наружными лопастями и соединенной с ней дополнительной камерой с установленной внутри нее перфорированной перегородкой, причем центральная труба одним концом закреплена в перфорированной перегородке, а другим заглублена в цилиндроконическую камеру.

Общими недостатками указанных аппаратов являются низкая эффективность работы на эмульсиях, трудно разделяемых в поле центробежных сил, и суспензиях, содержащих твердую фазу с удельным весом меньше удельного веса жидкой фазы, а также необходимость периодической остановки процесса разделения для механической очистки фильтрующей части.

Задачей предполагаемой полезной модели является расширение области использования и повышение эффективности разделения суспензий и эмульсий и очистки сточных вод.

Поставленная задача решается тем, что прямоточный вихревой аппарат, содержащий цилиндрический корпус, осевой обтекатель, расположенный на входе корпуса и снабженный средством для закручивания потока, выполненным в виде винтовой поверхности имеющей от двух до четырех витков с шагом от 0,3 до 1,5 внутреннего диаметра корпуса, центральную трубу, расположенную соосно с корпусом с образованием между центральной трубой и корпусом щели, сообщающейся с дополнительной камерой, снабженной патрубком для отвода сгущенной фракции, согласно полезной модели, центральная труба, установлена в дополнительной камере с возможностью осевого перемещения при помощи резьбового соединения, что позволяет регулировать ширину щели. Разделяющая перегородка выполнена в форме полого усеченного конуса со свободным концом у малого основания, диаметр которого меньше внутреннего диаметра цилиндрического корпуса.

На рисунке показан продольный разрез прямоточного вихревого аппарата.

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, осевой обтекатель 2, расположенный на входе корпуса и снабженный средством для закручивания потока 3, выполненным в виде винтовой поверхности, имеющей от двух до четырех витков с шагом от 0,3 до 1,5 внутреннего диаметра корпуса. Центральная труба 4 расположена соосно с корпусом с образованием между центральной трубой и корпусом щели, сообщающейся с дополнительной камерой 6, снабженной патрубком для отвода сгущенной фракции 7. Центральная труба установлена в дополнительной камере с возможностью осевого перемещения при помощи резьбового соединения, что позволяет регулировать ширину щели. Разделяющая перегородка 5 выполнена в форме полого усеченного конуса со свободным концом у малого основания, диаметр которого меньше внутреннего диаметра цилиндрического корпуса.

Прямоточный вихревой аппарат работает следующим образом.

Поток суспензии или эмульсии, поступающий в цилиндрический корпус 1, закручивается при помощи осевого обтекателя 3, вследствие чего тяжелые частицы примесей оттесняются к стенкам цилиндрического корпуса 1. При подходе к разделяющей перегородке 5 центральной трубы 4 закрученный поток разделяется на две части, одна из которых расположена на периферии цилиндрического корпуса 1 уходит в дополнительную камеру 6, а другая, находящаяся в приосевой зоне уходит через отверстие разделяющей перегородки 5 в центральную трубу 4. Резьбовое соединение позволяет при помощи вращения центральной трубы 4 регулировать величину зазора между разделяющей перегородкой 5 и цилиндрическим корпусом 1. При этом изменяется количество легкой и тяжелой фракций отводимое через центральную трубу 4 и дополнительную камеру 7. Изменение зазора может производиться для регулировки режимных параметров прямоточного вихревого аппарата и для очистки щели между центральной трубой 4 и цилиндрическим корпусом 1.

Технико-экономическая эффективность использования предлагаемой полезной модели достигается за счет повышения надежности, упрощения конструкции, расширения конструкции диапазона эффективной работы, снижения энергетических затрат, что достигается за счет регулирования размера зазора, образованного между разделяющей перегородкой и цилиндрическим корпусом.

1. Прямоточный вихревой аппарат, содержащий цилиндрический корпус, осевой обтекатель, расположенный на входе корпуса и снабженный средством для закручивания потока, выполненным в виде винтовой поверхности, имеющей от двух до четырех витков с шагом от 0,3 до 1,5 внутреннего диаметра корпуса, центральную трубу, расположенную соосно с корпусом с образованием между центральной трубой и корпусом щели, сообщающейся с дополнительной камерой, снабженной патрубком для отвода сгущенной фракции, отличающийся тем, что центральная труба в дополнительной камере установлена с возможностью осевого перемещения, а разделяющая перегородка выполнена в форме полого усеченного конуса со свободным концом у малого основания, диаметр которого меньше внутреннего диаметра цилиндрического корпуса.

2. Прямоточный вихревой аппарат по п.1, отличающийся тем, что соединение дополнительной камеры с центральной трубой выполнено резьбовым.