Гидроциклон

 

1. ГИДРОЦИКЛОН, содержащий корпус с входным, сливным и песковьм патрубками, присоединенную к последнему сгустительную камеру, с всасывакяцим трубопроводом, отличающийся тем, что, с цепью повышения эффективности разделения и производительности по осветленной жидкости, корпус снабжен осевой трубкой сфильтрукяцим элементом в верхней ее части, установленной концентрично в сливном патрубке и соединенной через фильтрующий элемент с всасывающим трубопроводом, снабженным внутри продольньвв пластинами и установленным наклонно. 2. Гидроцкклон ПОП.1, отличающийся тем, что всасывающий трубопровод расположен под угкл лом 20-45° к вертикали.

СОНИ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1151312

q g В 04 С 5/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3671757/23-26 (22) 13.12.83 (46) 23.04.85. Бюл. У 15 (72) Н.А.Кудрявцев, А.И.Пронин, Ю.Д.Морозов и А.А.Иванов (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А.А.Жданова (53) 621.928,37 (088.8) (56) 1.Патент США У 2913 112, кл. 209-211, 1959.

2.Авторское свидетельство СССР и 751443, кл. В 04 С 9/00, 1980.

З.Авторское свидетельство СССР

Ф 784914, кл. В 03 В 5/34, 1980. (54)(57) 1.,ГИДРОЦИКЛОН, содержащий корпус с входным, сливным и песковым патрубками, присоединенную к последнему сгустительную камеру. с всасывающим трубопроводом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения и производительности по осветленной жидкости, корпус снабжен осевой трубкой с фильтрующим элементом в верхней ее части, установленной концентрично в сливном патрубке и соединенной через фильтрующий элемент с всасывающим трубопроводом, снабженным внутри продольными пластинами и установленным. наклонно.

2. Гидроциклон по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что всасываю- 9 щий трубопровод расположен под уг лом 20-450 к вертикали.

4 1151

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробеж-, ных сил и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей,пищевой и других отраслях промышленности.

Известен гндроциклон, содержащий корпус с выходным, сливным и песковым патрубками, снабженный установ- 1О ленной в сливном патрубке трубкой, предназначенной для регулирования работы гидроциклона путем подачи через нее воздуха во внутренний восходящий поток осветленной жидкости(1).15

Недостатком данного устройства . является малая степень извлечения жидкости из сгущенной суспензии, выгружаемой через песковый патрубок.

Известно также устройство,, содержащее питающий коллектор исходной суспензии, соединенные с ним гидроциклоны со сливным и песковым патрубками, камеру сбора осветленной . жидкости и песковую камеру, соединенные с соответствующими патрубками, и центральную трубу, верхний конец которой соединен с камерой, охватывающей камеру сбора осветленной жидкости, а нижний конец с присоединенными к нему фильтрующими элементами размещен в песковой камере 521.

Указанное устройство обладает низкой эффективностью при разделении тонкодисперсных суспензий, что обусловлено забивкой фильтрующего элемента мелкими частицами, а также низкой эффективностью при наличии сопротивления на сливной линии, что вызвано снижением производительности устройства по отсасываемой иэ 4О песковой камеры жидкости.

Наиболее близким к изобретению является гицроциклон, содержащии корпус с входным, сливным и песковыи патрубками, присоединенную к последнему сгустительную камеру, и эжектор, установленный на сливном патрубке и соединенный всасывающим трубопроводом со сгустительной камерой (3 ).

Снабжение известного устройства эжектором позволяет, при определенных условиях, повысить достигаемую степень сгущения суспензии за счет отсоса части жидкости из сгуститель- 5

1 ной камеры. Однако это возможно прак тически только при отсутствии сопро- тивления на сливной линии, т.е. на

312 2 выходе эжектора. В противном случае происходит резкое снижение эффективности сгущения вследствие сильногопадения производительности эжектора по отсасываемой жидкости. Кроме того, известное устройство обладает низкой эффективностью осветления, что обусловлено попаданием мелкодисперсных частиц в осветленную жидкость вместе с жидкостью, отсасываемой эжектором из сгустительной камеры. Наличие эжектора ведет также к снижению производительности по осветленной жидкости и общей производительности устройства, так как увеличивает его общее сопротивление.

Цель изобретения — повышение эффективности разделения и производительности по осветленной жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем корпус с входным, спивным и песковым патрубками, присоединенную к последнему сгустительную камеру с всасывающим трубопроводом, корпус снабЖен осевой трубкой с фильтрующим элементом в верхней ее части, установленной концентрично в сливном патрубке и соединенной через фильтрующий элемент с всасывающим трубопроводом, снабженным внутри продольными пластинами и установленным наклонно.

Кроме того, всасывающий трубопровод расположен под углом 20-45 к вертикали.

Целесообразно внутри всасывающего трубопровода устанавливать продольные пластины,.делящие по вертикали его внутреннее пространство на несколько слоев.

На фиг. 1 изображен гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 — батарейный гидроциклон, общий вид.

Гидроциклон состоит иэ цилиндроконического корпуса 1 с входным 2, сливным 3 и песковым 4 патрубками.

К песковому патрубку 4 присоединена сгустительная камера 5, а в сливном патрубке 3 установлена осевая трубка 6., соединенная через фнльтрующий элемент 7 с всасывающим трубопроводом 8, нижний конец которого присоединен к верхней части сгустительной камеры 5. Всасывающий трубопровод 8 гидроциклона наклонен к вертикали под углом 20-45, а внутри него установлены продольные пластины 9, делящие внутреннее пространство . ,трубопровода (по глубине) на ряд

11513

60, 50

Концентрация суспензии на выходе из трубопровода, мг/л

60 64

68 тонких слоев. Гидроциклон может

l быть выполнен .в виде батареи гидроциклонов, имеющих общую сгустительную камеру, соединенную всасывающими трубопроводами с осевыми трубками гидроциклонов (фиг. 2).

Гидроциклон работает следующим образом.

Исходная разделяемая суспензия под давлением через входной патру- 10 бок 2 поступает в корпус 1, где приобретает вращательное движение. Под действием центрббежнък сил происходит разделение суспензии, при этом твердые частицы в виде сгущенной 15 суспензии выводятся через лесковый патрубок 4 в сгустительную камеру 5, где происходит дополнительное отстаивание суспензии, а осветленная жидкость выводится из аппарата через сливной патрубок 3. При вращательном движении жидкости в осевой зоне гидроциклона создается разрежение, которое может достигать в зависимости от скорости вращения 25 жидкости и условий выгрузки продук- . тов разделения значительной величины (до 0,5 кгс/см и более). Под воздействием этого разрежения происходит отсос жидкости через осевую 3б трубку б и трубопровод 8 из верхней части сгустительной камеры 5, что способствует дополнительному сгущению суспензии в этой камере. Жидкость, поступающая внутрь гидроцикло 35 на через осевую трубку 6, смешивается здесь с восходящим осветленным потоком и выводится вместе с ннм через сливной патрубок 3. При движении этой жидкости в ламинарном режи- О ме по наклонному трубопроводу 8

Угол наклона трубопровода к вертикали, град.

Как видно из полученных данных, по мере уменьшения угла наклона трубопровода к вертикали происходит

12 4 происходит осаждение из нее мелких частиц, захваченных из сгуститель- ной камеры. Эти частицы оседают на нижнюю часть внутренней поверхности трубопровода и, сползая по ней.вниз, возвращаются в сгустительную камеру, что исключает их попадание в осветленный поток, выводимый через сливной патрубок гидроциклона.

Повышению степени осветления жидкости, отводимой по всасывающему трубопроводу 8, способствует выполнение его наклонным и снабжение внутреннего пространства его продольными пластинами, так как при этом уменьшается высота осаждения частиц в трубопроводе.

На выходе из трубопровода 8 жидкость подвергается дополнительной очистке от мелких частиц в фильтрующем элементе 7. При этом, благодаря вынесению фильтрующего элемента за пределы сгустительной камеры, эффективность очистки повышается, так как предотвращается забивка фильтрующйй поверхности элемента частицами, предварительно отделеннъпчи в наклонном трубопроводе 8.

Как показывают эксперименты, наиболее эффективно извлечение частиц из суспензии в наклонном трубопроводе происходит при уменьшении угла его наклона к вертикали от 45 до 20

В таблице приведены результаты опы-тов, полученные при восходящем движении по наклонному стеклянному трубопроводу с внутренним диаметром

25 мм водной суспензия суспензионного ПВХ с концентрацией 2000 мг/л (длииа трубопровода 1 м, объемный расход счспенэии 10 л/ч).

40 30 20 1О О

74 88 120 194 994 возрастание концентрации суспензии на его выходе, т.е. снижение эффективности извлечения частиц. При этом

1 l 51312 с уменьшением угла наклона до 20, снижение эффективности идет медлен:но, дальнейшее уменьшение угла наклона приводит к резкому возрастанию концентрации суспензии на выходе трубопровода. При углах наклона трубопровода к вертикали 50 и более происходит отложение частиц суспензии на внутренней поверхности трубопровода и прекращение процесса их сползания вниз по трубопроводу, т.е. при этом нарушается непрерывность процесса извлечения частиц из суспензии. о

При углах наклона трубопровода 45 и менее процесс сползания частиц вниз по трубопроводу идет непрерывно.

Таким образом, снабжение гидроциКлона осевой трубкой с фильтрующим элементом, соединенной со сгустительной камерой всасывающим наклонным трубопроводом, повышает производительность гидроциклонного аппарата по осветленной жидкости и эффективность осветления, а выполнение всасывающего трубопровода наклонным способствует повышению степени осветления жидкости, выводимой из устройства. Этому же способствует и деление по вертикали внутреннего пространства трубопровода продольными пластинами на ряд тонких слоев, так как при этом уменьшается путь (высоте) осаждения частиц в трубопроводе и соответственно снижается размер частиц, которые выносятся потоком жидкости из трубопровода, т.е. повышается эффективность их извлечения.

1151312

Заказ 2209/5.

Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель В.Тимошков

Редактор Н.Тупица Техред С.Мигунова Корректор.В.Бутяга