EA015273B1 - Усовершенствования в гидроциклонах и относящиеся к гидроциклонам - Google Patents
Усовершенствования в гидроциклонах и относящиеся к гидроциклонам Download PDFInfo
- Publication number
- EA015273B1 EA015273B1 EA200800572A EA200800572A EA015273B1 EA 015273 B1 EA015273 B1 EA 015273B1 EA 200800572 A EA200800572 A EA 200800572A EA 200800572 A EA200800572 A EA 200800572A EA 015273 B1 EA015273 B1 EA 015273B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- side wall
- inlet
- central axis
- wall
- inlet head
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
- B04C5/04—Tangential inlets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/12—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits
- B04C5/13—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits formed as a vortex finder and extending into the vortex chamber; Discharge from vortex finder otherwise than at the top of the cyclone; Devices for controlling the overflow
Abstract
Впускная головка (20) для циклона, которая включает в себя питающую камеру (21), имеющую внутреннюю боковую стенку, концевую стенку с одного конца боковой стенки и открытый конец с другого конца боковой стенки, при этом открытый конец боковой стенки имеет круглое поперечное сечение по центральной оси камеры, впускное отверстие (46), прилегающее к концевой стенке и служащее для подачи в питающую камеру входящего потока материала, подлежащего разделению, выпуск (48) для верхнего продукта в концевой стенке, который является соосным с центральной осью, выпускная труба (40), проходящая в питающую камеру в направлении центральной оси, через которую верхний продукт разделенного материала проходит в выпуск для верхнего продукта, причем выпускная труба включает в себя, в основном, трубчатый корпус, имеющий боковую стенку (50) с внешней поверхностью и проход (44), включающий в себя впускной конец и выпускной конец и образующий внутреннюю поверхность боковой стенки корпуса и концевую поверхность на впускном конце. Выпускная труба имеет фланец (56), выполненный с возможностью препятствовать течению материала в граничном слое, прилегающем к боковой стенке выпускной трубы, и размещенный на внешней поверхности боковой стенки корпуса, при этом выпускная труба проходит в питающую камеру в направлении центральной оси на расстояние (L1) от концевой стенки камеры меньшем, чем высотный размер (H1), который имеет впускное отверстие в питающие части корпуса, причем высотный размер (H1) измерен в направлении, параллельном центральной оси камеры.
Description
Изобретение относится в общем смысле к циклонным сепараторам для разделения или классификации материалов и компонентов вследствие этого. В одном конкретном предпочтительном применении настоящее изобретение связано с гидроциклонами для разделения или классификации гидросмесей в минералообрабатывающей промышленности.
Гидроциклоны обычно содержат резервуар, который имеет центральную продольную ось и включает в себя впускную головку, имеющую в ней питающую камеру с внутренней боковой стенкой и концевой стенкой, впускное отверстие для подачи материала, содержащего гидросмесь и подлежащего разделению, в питающую камеру, выпускной канал верхнего продукта в концевой стенке и определитель завихрения, который выступает в направлении продольной оси в питающую камеру и соединен с выпускным каналом верхнего продукта. Затем гидроциклон включает в себя разделяющую секцию ниже впускной головки, имеющую разделяющую камеру с конусообразной внутренней стенкой, и трубчатый выпускной канал нижнего продукта в конце разделяющей секции.
Важным эксплуатационным показателем гидроциклона, который используется в промышленности для сравнения относительной эффективности гидроциклонов, является размер отсечения 650. Этот термин относится к размеру частиц, при котором 50% частиц этого размера выделится в нижний продукт благодаря действию гидроциклона. Например, размер отсечения 650 = 0,024 показывает, что 50% частиц с размером 0,024 мм выделится в нижний продукт. В некотором аналогичном смысле можно сказать, что центробежная эффективность гидроциклона при размере частиц 0,024 мм 50%.
При очень мелких частицах, например при размере частиц 0,001 мм, следовало бы полагать, что все были бы направлены в выпускной канал верхнего продукта и такой гидроциклон имеет 100% эффективность по отношению к верхнему продукту для подобных частиц. Однако на практике это не является верным.
Очень мелкие частицы имеют тенденцию направляться в выпускной канал верхнего продукта и выпускной канал нижнего продукта в приблизительно такой пропорции, как их разделила вода. Так происходит потому, что сам гидроциклон не воздействует на некоторые из этих очень мелких частиц. Про крупные частицы, например частицы с размером 2,0 мм, можно сказать, что они имеют 100% эффективность по отношению к нижнему продукту, так как каждая частица этого размера выделяется в нижний продукт.
Фиг. 1 - график, взятый из справочника Ό. Вга61еу Гидроциклон и демонстрирующий влияние длины определителя завихрения на центробежную эффективность и размер отсечения 650. Центробежная эффективность является мерой частиц, которые выделяются в выпускной канал нижнего продукта.
В результате нанесения центробежной эффективности каждого размера частиц, присутствующих в гидросмеси, получают типичную 8-образную кривую КПД для рассматриваемого гидроциклона, и точка 50%, нанесенная на кривую, соответствует размеру отсечения 650. Обычной целью при разработке гидроциклона является снижение размера отсечения 650 при помощи смещения 8-кривой влево, при этом получая такую же или улучшенную 8-образную кривую КПД, определяющую относительную эффективность гидроциклона.
Как видно из графика, эффект уменьшения длины определителя завихрения, выраженной через отношение к диаметру Эс питающей камеры гидроциклона в каждом случае, дает соответствующее семейство 8-образных кривых КПД, пронумерованных 1-5. Предпочтительными характерными чертами 8кривой для гидроциклона, к которым стремятся разработчики, являются наличие большого уклона, как у кривой №2, но при этом сохранение эффективности на верхнем конце, как у кривой 4, что уменьшает до минимума количество крупных частиц, проходящих мимо определителя завихрения и в верхний продукт.
Как можно видеть, 8-кривая №2, представляющая очень малую длину определителя завихрения, имеет больший уклон на размере отсечения 650, и, следовательно, центробежная эффективность очень хорошая в этой точке кривой. Однако кривая №2 имеет нежелательный характер выравнивания на верхнем конце при меньшей центробежной эффективности по сравнению с кривыми 3 и 4, которые выравниваются при большей центробежной эффективности. Недостаточная эффективность на верхнем конце у кривой 2 дает нежелательным крупным частицам возможность внедриться в нижний продукт и является основной причиной того, что короткие определители завихрения не используются в промышленности. Эти испытания были проведены с гидроциклонами со стандартными впускными головками. Дальнейшая разработка впускной головки описана в Международном описании изобретения к патенту XVО 2005/021162 (РСТМП2004/001152) на имя Vе^^ Χνηηηηη М6. Коммерческая форма входной части, которая является предметом вышеупомянутого описания изобретения к патенту, продается под торговой маркой САУЕХ, являющейся торговой маркой Vе^^ Χνηηηηη Б16.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения создана впускная головка для циклона, при этом впускная головка включает в себя питающую камеру, имеющую внутреннюю боковую стенку, верхнюю или концевую стенку с одного конца боковой стенки, открытый конец с другого конца боковой стенки, при этом открытый конец имеет круглое поперечное сечение по центральной оси, впускное отверстие, прилегающее к верхней или концевой стенке, для подачи входящего потока материала, подле
- 1 015273 жащего разделению, в питающую камеру, выпускной канал верхнего продукта в верхней или концевой стенке, который является соосным с центральной осью, определитель завихрения, выступающий в питающую камеру в направлении центральной оси, через который верхний продукт разделенного материала проходит в выпускной канал верхнего продукта, при этом определитель завихрения имеет часть со свободным концом, выполненную так, что для определителя завихрения выбранной длины повышается эффективность гидроциклона.
Предпочтительно определитель завихрения включает в себя, в общем смысле, трубчатый корпус, имеющий боковую стенку с внешней поверхностью боковой стенки и проходное отверстие, проходящее через корпус, при этом проходное отверстие имеет внутреннюю поверхность боковой стенки и концевую поверхность на части со свободным концом.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения создана впускная головка для циклона, при этом впускная головка включает в себя питающую камеру, имеющую внутреннюю боковую стенку, верхнюю или концевую стенку с одного конца боковой стенки, открытый конец с другого конца боковой стенки, при этом открытый конец имеет круглое поперечное сечение по центральной оси, впускное отверстие, прилегающее к верхней или концевой стенке, для подачи входящего потока материала, подлежащего разделению, в питающую камеру, выпускной канал верхнего продукта в верхней или концевой стенке, который является соосным с центральной осью, определитель завихрения, выступающий в питающую камеру в направлении центральной оси, через который верхний продукт разделенного материала проходит в выпускной канал верхнего продукта, при этом определитель завихрения включает в себя, в основном, трубчатый корпус, имеющий боковую стенку с внешней поверхностью боковой стенки и проходное отверстие, включающее в себя впускной торец и выпускной торец, при этом проходное отверстие проходит через корпус, имеет внутреннюю поверхность боковой стенки и концевую поверхность на впускном конце, отличающаяся тем, что концевая поверхность, в общем смысле, кольцеобразная и изогнута от поверхности внутренней стенки наружу по направлению к внешней поверхности боковой стенки и по направлению к другому концу.
В одном варианте осуществления внешняя поверхность боковой стенки определителя завихрения имеет свободный край, и концевая поверхность может быть, в общем смысле, изогнутой по форме при рассмотрении в осевом продольном сечении и располагаться за свободным краем внешней поверхности боковой стенки в сторону внутренней поверхности боковой стенки.
В другом варианте осуществления определитель завихрения может включать в себя фланец на участке внешней боковой стенки в области концевой поверхности, при этом фланец включает в себя боковые участки, простирающиеся от поверхности боковой стенки и заканчивающиеся на периферическом участке. Боковые участки фланца могут быть закруглены, при этом один из них может формировать концевую поверхность. Предпочтительно боковые участки фланца, в общем смысле, изогнутые по форме при рассмотрении в осевом продольном сечении. Внешняя поверхность боковой стенки может включать в себя первую часть, отдаленную от части со свободным концом, и вторую часть между первой частью и частью со свободным концом, при этом вторая часть обладает меньшим поперечным размером, чем первая часть.
Определитель завихрения, в частности, подходит к использованию с впускной головкой, которая включает в себя питающую впускную зону рядом с внутренней боковой стенкой питающей камеры, верхний по потоку конец вблизи впускного отверстия, и нижний по потоку конец, при этом питающая впускная зона выполнена в виде спирали, которая имеет спиральную ось, проходящую по окружности внутренней боковой стенки, и включает в себя первый сектор, в котором спиральная ось имеет, в основном, прямые углы с центральной осью, и второй сектор, в котором спиральная ось распространяется по окружности боковой стенки, в основном, по направлению центральной оси в сторону от концевой стенки, причем расстояние от спиральной оси до центральной оси уменьшается при продвижении по спирали от впускного отверстия. Предпочтительно впускное отверстие имеет питающий высотный размер Н1 в направлении центральной оси, и определитель завихрения выступает в питающую камеру в направлении центральной оси на расстояние Ь1 от верхней или концевой стенки, при этом расстояние Ь1 меньше, чем высотный размер Н1.
Обычно впускное отверстие предпочтительно прямоугольное в поперечном сечении. Расстояние Ь1 предпочтительно меньше, чем 0,95 высотного размера Н1.
Первый сектор может распространяться горизонтально от впускного отверстия по окружности внутренней боковой стенки на угол α1, изменяющийся от 0 до 100°. Второй сектор предпочтительно отклоняется от горизонтальной плоскости, и он распространяется в направлении центральной оси на расстояние Ό, изменяющееся от 0,25 хН1 до 1хН1, на каждые 90° продвижения по окружности внутренней боковой стенки.
В предпочтительном варианте осуществления впускная головка представляет собой тип впускной головки, упомянутый под торговой маркой СЛУЕХ, на что была ссылка ранее. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен гидроциклон, который включает в себя впускную головку, как описанную выше, разделяющую секцию, имеющую внутреннюю боковую стенку, сужающуюся во
- 2 015273 внутрь в сторону от впускной головки, и выпускной канал нижнего продукта на другом конце разделяющей секции, расположенный на отдалении от впускной головки. Предпочтительно выпускной канал верхнего продукта и выпускной канал нижнего продукта, в основном, аксиально выровнены.
Обеспечивается впускная головка для циклона, которая включает в себя питающую камеру, имеющую внутреннюю боковую стенку, концевую стенку с одного конца боковой стенки и открытый конец с другого конца боковой стенки, при этом открытый конец боковой стенки имеет круглое поперечное сечение по центральной оси камеры, впускное отверстие, прилегающее к концевой стенке и служащее для подачи в питающую камеру входящего потока материала, подлежащего разделению, выпуск для верхнего продукта в концевой стенке, который является соосным с центральной осью, выпускная труба, проходящая в питающую камеру в направлении центральной оси, через которую верхний продукт разделенного материала проходит в выпуск для верхнего продукта, причем выпускная труба включает в себя, в основном, трубчатый корпус, имеющий боковую стенку с внешней поверхностью и проход, включающий в себя впускной конец и выпускной конец, и образующий внутреннюю поверхность боковой стенки корпуса и концевую поверхность на впускном конце, при этом выпускная труба имеет фланец, выполненный с возможностью препятствовать течению материала в граничном слое, прилегающем к боковой стенке выпускной трубы, и размещенный на внешней поверхности боковой стенки корпуса, при этом выпускная труба проходит в питающую камеру в направлении центральной оси на расстояние (Ь1) от концевой стенки камеры меньшем, чем высотный размер (Н1), который имеет впускное отверстие в питающие части корпуса, причем высотный размер(Н1) измерен в направлении, параллельном центральной оси камеры.
Предпочтительно внешняя поверхность боковой стенки выпускной трубы имеет свободный край, и концевая поверхность является, в основном, выпуклой по форме, если смотреть в осевом продольном сечении и проходит за свободным краем внешней поверхности боковой стенки к внутренней поверхности боковой стенки.
Предпочтительно упомянутый фланец расположен в концевой области внешней поверхности боковой стенки корпуса, при этом фланец включает в себя боковые участки, проходящие от поверхности боковой стенки корпуса и заканчивающиеся на дальнем участке от внешней поверхности боковой стенки корпуса.
Предпочтительно боковые участки фланца изогнуты, при этом один из них формирует концевую поверхность.
Предпочтительно боковые участки фланца, в основном, вогнутые по форме, если смотреть в осевом продольном сечении.
Предпочтительно внешняя поверхность боковой стенки включает в себя первую часть, отдаленную от части со свободным концом, и вторую часть между первой частью и частью со свободным концом, при этом вторая часть обладает меньшим размером поперечного сечения, чем первая часть.
Предпочтительно впускная головка включает в себя питающую впускную зону во внутренней боковой стенке питающей камеры, имеющей верхний по потоку конец вблизи впускного отверстия и нижний по потоку конец, при этом питающая впускная зона выполнена в виде спирали, которая имеет спиральную ось, проходящую по внутренней боковой стенке, и включает в себя первый сектор, в котором спиральная ось имеет, в основном, прямые углы с центральной осью, и второй сектор, в котором спиральная ось проходит по боковой стенке, в основном, по направлению центральной оси в сторону от концевой стенки, при этом расстояние от спиральной оси до центральной оси уменьшается от впускного отверстия по ходу потока.
Предпочтительно впускное отверстие имеет, в основном, прямоугольное поперечное сечение, а указанное расстояние (Ь1) меньше, чем 0,95 х на указанный высотный размер (Н1).
Предпочтительно первый сектор проходит горизонтально от впускного отверстия по окружности внутренней боковой стенки камеры на угол (α1), составляющий от 0 до 100°, а второй сектор отклоняется от горизонтальной плоскости и проходит в направлении центральной оси на расстояние (Ό), в пределах от 0,25 от указанного высотного размера (Н1) до 1,0 этого размера, на каждые 90° продвижения по внутренней боковой стенке.
Также обеспечивается впускная головка для циклона, которая включает в себя питающую камеру, имеющую внутреннюю боковую стенку, концевую стенку с одного конца боковой стенки и открытый конец с другого конца боковой стенки, при этом открытый конец боковой стенки имеет круглое поперечное сечение по центральной оси камеры, впускное отверстие, прилегающее к концевой стенке и служащее для подачи в питающую камеру входящего потока материала, подлежащего разделению, выпуск для верхнего продукта в концевой стенке, который является соосным с центральной осью, питающую впускную зону во внутренней боковой стенке питающей камеры, имеющей верхний по потоку конец вблизи впускного отверстия, и нижний по потоку конец, при этом питающая впускная зона выполнена в виде спирали, которая имеет спиральную ось, проходящую по внутренней боковой стенке, и включает в себя первый сектор, в котором спиральная ось имеет, в основном, прямые углы с центральной осью, и второй сектор, в котором спиральная ось проходит по боковой стенке, в основном, по направлению цен
- 3 015273 тральной оси в сторону от концевой стенки, при этом расстояние от спиральной оси до центральной оси уменьшается при продвижении по спирали от впускного отверстия, выпускную трубу, проходящую в питающую камеру в направлении центральной оси, через которую поток верхнего продукта разделенного материала проходит в выпуск для верхнего продукта, причем выпускная труба включает в себя, в основном, трубчатый корпус, имеющий боковую стенку с внешней поверхностью и проход, проходящий через корпус, при этом проход образует внутреннюю поверхность боковой стенки корпуса и часть со свободным концом, и фланец, выполненный с возможностью препятствовать течению материала в граничном слое, прилегающем к боковой стенки выпускной трубы, и размещенный на внешней поверхности боковой стенки корпуса.
Предпочтительно трубчатый корпус на части со свободным концом имеет кольцеобразную концевую поверхность, которая является, в основном, выпуклой по форме, если смотреть в осевом продольном сечении, и проходит от внешней поверхности боковой стенки до внутренней поверхности боковой стенки.
Предпочтительно концевая поверхность, по меньшей мере, частично образует фланец.
Предпочтительно указанный фланец включает в себя боковые участки, проходящие от внешней поверхности боковой стенки корпуса и заканчивающиеся на дальнем участке от внешней поверхности боковой стенки корпуса.
Предпочтительно боковые участки фланца изогнуты, при этом один из них формирует концевую поверхность вихревого участка.
Предпочтительно боковые участки фланца, в основном, вогнутые по форме, если смотреть в осевом продольном сечении.
Предпочтительно внешняя поверхность боковой стенки включает в себя первую часть, отдаленную от части со свободным концом, и вторую часть между первой частью и частью со свободным концом, при этом вторая часть обладает меньшим размером поперечного сечения, чем первая часть.
Предпочтительно впускное отверстие имеет питающий высотный размер (Н1) в направлении центральной оси, и выпускная труба проходит в питающую камеру в направлении центральной оси на расстояние (Ь1) от верхней или концевой стенки, при этом расстояние (Ь1) меньше, чем высотный размер (Н1).
Предпочтительно впускное отверстие, имеет, в основном, прямоугольное поперечное сечение, а указанное расстояние (Ь1) меньше, чем 0,95х на указанный высотный размер (Н1).
Предпочтительно первый сектор проходит горизонтально от впускного отверстия по внутренней боковой стенки камеры на угол (α1), составляющий от 0 до 100°, а второй сектор отклоняется от горизонтальной плоскости и проходит в направлении центральной оси на расстояние (Ό), в пределах от 0,25 от указанного высотного размера (Н1) до 1,0 этого размера на каждые 90° продвижения по внутренней боковой стенке.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 - график, демонстрирующий влияние длины определителя завихрения на центробежную эффективность и размер отсечения при использовании стандартных впускных головок;
фиг. 2 - схематичное изображение типичного гидроциклона;
фиг. 3 - осевой продольный разрез сбоку традиционного определителя завихрения;
фиг. 4 - осевой продольный разрез сбоку определителя завихрения в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 5(а) и 5(Ь) - осевые продольные разрезы сбоку определителей завихрения в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 6 - схематичный осевой продольный вид впускной головки для гидроциклона, которая, в частности, подходит для использования в настоящем изобретении; и фиг. 7 - вид сверху впускной головки, показанной на фиг. 5.
Ссылаясь на фиг. 2, продемонстрирован циклон 10, который при использовании обычно ориентирован по его центральной оси 12, расположенной вертикально. Циклон 10 включает в себя впускную головку 20, имеющую в ней питающую камеру 21 с внутренней боковой стенкой 22 и верхней стенкой 23. Впускное отверстие 24 предусмотрено для подачи материала, подлежащего разделению, в питающую камеру 21. Выпускной канал 25 верхнего продукта предусмотрен в верхней стенке 23, и определитель 26 завихрения (выпускная труба 26) проходит в питающую камеру 21. Ниже впускной головки 20 расположена разделяющая секция 30, имеющая разделяющую камеру 32 с конусообразной внутренней стенкой 33. Выпускной канал нижнего продукта или разгрузочная трубка 35 предусмотрена в конце разделяющей секции 30.
Предпочтительная форма впускной головки показана на фиг. 6 и 7. Впускная головка включает в себя впускное отверстие 24, которое обычно прямоугольное в поперечном сечении и имеет высотный размер Н1 в направлении центральной оси. Питающий впуск в питающую камеру 21 обычно является тангенциальным к внутренней боковой стенке 22. Определитель 26 завихрения проходит в питающую
- 4 015273 камеру на расстояние Ь1 от внутренней поверхности верхней стенки.
Впускная головка 20 включает в себя питающую впускную зону 70, распространяющуюся от впускного отверстия 24. Впускная зона 70 выполнена в виде спирали, имеющей спиральную ось 71, и включает в себя первый сектор 81, который обычно расположен горизонтально и распространяется по боковой стенке на угол α1, и второй сектор 82, расположенный далее по ходу потока после первого сектора 81, при этом второй сектор распространяется по окружности боковой стенки на угол α2 и вниз по направлению центральной оси на расстояние Ό на каждые 90° продвижения по окружности боковой стенки.
Как показано, расстояние от спиральной оси 71 до центральной оси 12 постепенно уменьшается от впускного отверстия 24. Кроме того, длина Ь1 определителя завихрения меньше, чем размер Н1. Было обнаружено, что дробь Б от Ь1 к Н1 может изменяться от 0 до 0,95. Предпочтительно Ό может изменяться от 0,25 Н1 до Н1 на каждые 90° продвижения по спирали. Кроме того, изменение образующего радиуса спирали 81 и 82 с углом α должно непрерывно уменьшаться; т.е. она не содержит какие-либо особые точки и предпочтительно является прямой линией или кривой. Угол α2 предпочтительно изменяется от 200 до 380°.
Определитель завихрения настоящего изобретения, в частности, подходит к использованию с впускной головкой вышеописанного типа и в том числе типа, упомянутого ранее как впускная головка САУЕХ.
На фиг. 3 продемонстрирован традиционный определитель завихрения. Определитель 80 завихрения (выпускная труба 80) включает в себя основной корпус 82, который обычно цилиндрический и имеет впускное отверстие 86 с одного конца и выпускное отверстие 88 с другого. Концевая поверхность впускного отверстия имеет куполовидную поверхность 87, сужающуюся вовнутрь. Текучая среда, поступающая во впускную головку, содержит в себе смесь крупных твердых частиц и более мелких твердых частиц. Часть этой смеси образует поток текучей среды в граничном слое по внешней боковой поверхности определителя завихрения. Так как свободный конец определителя завихрения резко заканчивается, поток текучей среды в граничном слое имеет тенденцию к продолжению за свободным концом и пересекается с верхним продуктом, тем самым вызывая внедрение некоторого крупного материала в верхний продукт.
На фиг. 4 продемонстрирован определитель завихрения в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Определитель 40 завихрения (выпускная труба 40) включает в себя основной корпус 42, который имеет проходное отверстие 44, проходящее в нем от одного конца проходного отверстия, являющегося впускным отверстием 46, и до другого конца, являющегося выпускным отверстием 48. Основной корпус 42 включает в себя боковую стенку 50 и концевую поверхность 51, которая является изогнутой (закругленной). Изогнутая форма повышает эффективность гидроциклона, влияя на поведение гидросмеси в граничном слое, прилегающем к внешней поверхности определителя завихрения. На фиг. 4 концевая поверхность выполнена таким образом, чтобы располагаться за свободным краем поверхности боковой стенки, при этом концевая поверхность загибается внутрь по направлению к внутренней поверхности боковой стенки. Такое устройство вызывает разделение потока текучей среды в граничном слое в области участка со свободным краем поверхности боковой стенки, тем самым обеспечивая эффективное разделение верхнего продукта и потока граничного слоя.
Ссылаясь на фиг. 5(а) и 5(Ь), определитель 40 завихрения в соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя основной корпус 42, который имеет проход 44, проходящий в нем от одного конца прохода, являющегося впускным отверстием 46, и до другого конца, являющегося выпускным отверстием 48. Основной корпус 42 включает в себя боковую стенку 50, включающую в себя первую часть 52, вторую часть 54 и фланец 56. Первая часть 52 расположена рядом с выпускным отверстием 48, и вторая часть 54 располагается от первой части 52 до впускного отверстия 46. Вторая часть 54 обладает меньшим размером поперечного сечения, чем первая часть 52, для того, чтобы образовать уступ 53 на месте соединения первой и второй части. Фланец 56 включает в себя участки 57 и 58 боковой стенки, простирающиеся от второй части 54 и впускного отверстия 46, соответственно, и заканчивающиеся на периферическом участке 60. Участки 57 и 58 боковой стенки по своей форме криволинейны или дугообразны, при этом участок 58 боковой стенки образует концевую поверхность основного корпуса. Определитель завихрения, продемонстрированный на фиг. 5(Ь), по существу, такой же, как и показанный на фиг. 5(а), за исключением того, что длина второй части 54 меньше. Эти измененные определители завихрения повышают эффективность гидроциклона, преграждая течение гидросмеси в граничном слое, прилегающем к определителю завихрения. В варианте осуществления на фиг. 5а и 5Ь форма фланца улучшает разделение потока текучей среды в граничном слое и верхнего продукта.
Также было обнаружено, что при помощи использования конструкции определителя завихрения типа, описанного выше со ссылкой на фиг. 3 и 4, и особенно в сочетании с впускной головкой, как, например, описанная со ссылкой на фиг. 5 и 6, что для данного размера гидроциклона возможно увеличить размер впускного отверстия, определителя завихрения и выпускного канала нижнего продукта или разгрузочной трубки и возможно получить эквивалентные размеры отсечения. Таким образом, общая пропускная обрабатывающая способность гидроциклона данного размера может быть увеличена.
- 5 015273
Ссылка в этом описании изобретения на любую предшествующую публикацию (или информацию, полученную из нее), или на любой известный объект не является и не должна восприниматься в качестве подтверждения или допущения или любой формы предложения, что эта предшествующая публикация (или информация, полученная из нее) или известный объект образуют часть общеизвестных знаний в области техники, к которой это описание изобретения имеет отношение.
Во всем этом описании изобретения и формуле изобретения, приведенной ниже, если контекст не требует иного, слово содержать и вариации, такие как содержит или содержащий, следует понимать в качестве значения включения указанного целого элемента, или этапа, или группы целых элементов или этапов, но не исключения любого другого целого элемента, или этапа, или группы целых элементов или этапов.
В конце концов, следует понимать, что различные изменения, модификации и/или дополнения могут быть внесены в различные конструкции и расположения элементов, не отступая от идеи и объема изобретения.
Claims (20)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Впускная головка для циклона, которая включает в себя питающую камеру, имеющую внутреннюю боковую стенку, концевую стенку с одного конца боковой стенки и открытый конец с другого конца боковой стенки, при этом открытый конец боковой стенки имеет круглое поперечное сечение по центральной оси камеры, впускное отверстие, прилегающее к концевой стенке и служащее для подачи в питающую камеру входящего потока материала, подлежащего разделению, выпуск для верхнего продукта в концевой стенке, который является соосным с центральной осью, выпускная труба, проходящая в питающую камеру в направлении центральной оси, через которую верхний продукт разделенного материала проходит в выпуск для верхнего продукта, причем выпускная труба включает в себя в основном трубчатый корпус, имеющий боковую стенку с внешней поверхностью и проход, включающий в себя впускной конец и выпускной конец и образующий внутреннюю поверхность боковой стенки корпуса и концевую поверхность на впускном конце, при этом выпускная труба имеет фланец, выполненный с возможностью препятствовать течению материала в граничном слое, прилегающем к боковой стенке выпускной трубы, и размещенный на внешней поверхности боковой стенки корпуса, при этом выпускная труба проходит в питающую камеру в направлении центральной оси на расстояние (Ь1) от концевой стенки камеры, меньшем, чем высотный размер (Н1), который имеет впускное отверстие в питающие части корпуса, причем высотный размер (Н1) измерен в направлении, параллельном центральной оси камеры.
- 2. Впускная головка по п.1, в которой внешняя поверхность боковой стенки выпускной трубы имеет свободный край и концевая поверхность является в основном выпуклой по форме, если смотреть в осевом продольном сечении, и проходит за свободным краем внешней поверхности боковой стенки к внутренней поверхности боковой стенки.
- 3. Впускная головка по п.2, в которой упомянутый фланец расположен в концевой области внешней поверхности боковой стенки корпуса, при этом фланец включает в себя боковые участки, проходящие от поверхности боковой стенки корпуса и заканчивающиеся на дальнем участке от внешней поверхности боковой стенки корпуса.
- 4. Впускная головка по п.3, в которой боковые участки фланца изогнуты, при этом один из них формирует концевую поверхность.
- 5. Впускная головка по п.4, в которой боковые участки фланца в основном вогнутые по форме, если смотреть в осевом продольном сечении.
- 6. Впускная головка по п.5, в которой внешняя поверхность боковой стенки включает в себя первую часть, отдаленную от части со свободным концом, и вторую часть между первой частью и частью со свободным концом, при этом вторая часть обладает меньшим размером поперечного сечения, чем первая часть.
- 7. Впускная головка по любому из пп.1-6, включающая в себя питающую впускную зону во внутренней боковой стенке питающей камеры, имеющей верхний по потоку конец вблизи впускного отверстия и нижний по потоку конец, при этом питающая впускная зона выполнена в виде спирали, которая имеет спиральную ось, проходящую по внутренней боковой стенке, и включает в себя первый сектор, в котором спиральная ось имеет в основном прямые углы с центральной осью, и второй сектор, в котором спиральная ось проходит по боковой стенке в основном по направлению центральной оси в сторону от концевой стенки, при этом расстояние от спиральной оси до центральной оси уменьшается от впускного отверстия по ходу потока.
- 8. Впускная головка по любому из пп.1-7, в которой впускное отверстие имеет в основном прямоугольное поперечное сечение, а указанное расстояние (Ь1) меньше, чем 0,95 х на указанный высотный размер (Н1).
- 9. Впускная головка по п.7, в которой первый сектор проходит горизонтально от впускного отверстия по окружности внутренней боковой стенки камеры на угол (α1), составляющий от 0 до 100°, а второй сектор отклоняется от горизонтальной плоскости и проходит в направлении центральной оси на рас- 6 015273 стояние (Ό) в пределах от 0,25 от указанного высотного размера (Н1) до 1,0 этого размера на каждые 90° продвижения по внутренней боковой стенке.
- 10. Впускная головка для циклона, которая включает в себя питающую камеру, имеющую внутреннюю боковую стенку, концевую стенку с одного конца боковой стенки и открытый конец с другого конца боковой стенки, при этом открытый конец боковой стенки имеет круглое поперечное сечение по центральной оси камеры, впускное отверстие, прилегающее к концевой стенке и служащее для подачи в питающую камеру входящего потока материала, подлежащего разделению, выпуск для верхнего продукта в концевой стенке, который является соосным с центральной осью, питающую впускную зону во внутренней боковой стенке питающей камеры, имеющей верхний по потоку конец вблизи впускного отверстия, и нижний по потоку конец, при этом питающая впускная зона выполнена в виде спирали, которая имеет спиральную ось, проходящую по внутренней боковой стенке, и включает в себя первый сектор, в котором спиральная ось имеет в основном прямые углы с центральной осью, и второй сектор, в котором спиральная ось проходит по боковой стенке в основном по направлению центральной оси в сторону от концевой стенки, при этом расстояние от спиральной оси до центральной оси уменьшается при продвижении по спирали от впускного отверстия, выпускную трубу, проходящую в питающую камеру в направлении центральной оси, через которую поток верхнего продукта разделенного материала проходит в выпуск для верхнего продукта, причем выпускная труба включает в себя в основном трубчатый корпус, имеющий боковую стенку с внешней поверхностью и проход, проходящий через корпус, при этом проход образует внутреннюю поверхность боковой стенки корпуса и часть со свободным концом, и фланец, выполненный с возможностью препятствовать течению материала в граничном слое, прилегающем к боковой стенке выпускной трубы, и размещенный на внешней поверхности боковой стенки корпуса.
- 11. Впускная головка по п.10, в которой трубчатый корпус на части со свободным концом имеет кольцеобразную концевую поверхность, которая является в основном выпуклой по форме, если смотреть в осевом продольном сечении и проходит от внешней поверхности боковой стенки до внутренней поверхности боковой стенки.
- 12. Впускная головка по п.11, в которой концевая поверхность, по меньшей мере, частично образует фланец.
- 13. Впускная головка по любому из пп.10-12, в которой указанный фланец включает в себя боковые участки, проходящие от внешней поверхности боковой стенки корпуса и заканчивающиеся на дальнем участке от внешней поверхности боковой стенки корпуса.
- 14. Впускная головка по п.13, в которой боковые участки фланца изогнуты, при этом один из них формирует концевую поверхность вихревого участка.
- 15. Впускная головка по п.14, в которой боковые участки фланца в основном вогнутые по форме, если смотреть в осевом продольном сечении.
- 16. Впускная головка по п.15, в которой внешняя поверхность боковой стенки включает в себя первую часть, отдаленную от части со свободным концом, и вторую часть между первой частью и частью со свободным концом, при этом вторая часть обладает меньшим размером поперечного сечения, чем первая часть.
- 17. Впускная головка по п.16, в которой впускное отверстие имеет питающий высотный размер (Н1) в направлении центральной оси и выпускная труба проходит в питающую камеру в направлении центральной оси на расстояние (Ь1) от верхней или концевой стенки, при этом расстояние (Ь1) меньше, чем высотный размер (Н1).
- 18. Впускная головка по п.17, в которой впускное отверстие имеет в основном прямоугольное поперечное сечение, а указанное расстояние (Ь1) меньше, чем 0,95 х на указанный высотный размер (Н1).
- 19. Впускная головка по п.18, в которой первый сектор проходит горизонтально от впускного отверстия по внутренней боковой стенке камеры на угол (α1), составляющий от 0 до 100°, а второй сектор отклоняется от горизонтальной плоскости и проходит в направлении центральной оси на расстояние (Ό) в пределах от 0,25 от указанного высотного размера (Н1) до 1,0 этого размера на каждые 90° продвижения по внутренней боковой стенке.
- 20. Гидроциклон, включающий в себя впускную головку по любому из пп.1-19, разделяющую секцию, имеющую внутреннюю боковую стенку, сужающуюся вовнутрь от впускной головки, и выпуск нижнего продукта на другом конце разделяющей секции, расположенный на отдалении от впускной головки, при этом выпуск верхнего продукта и выпуск нижнего продукта в основном аксиально выровнены.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2005904368A AU2005904368A0 (en) | 2005-08-12 | Improvements in and relating to hydrocyclones | |
| PCT/AU2006/001087 WO2007019601A1 (en) | 2005-08-12 | 2006-08-01 | Improvements in and relating to hydrocyclones |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200800572A1 EA200800572A1 (ru) | 2008-06-30 |
| EA015273B1 true EA015273B1 (ru) | 2011-06-30 |
Family
ID=37757218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200800572A EA015273B1 (ru) | 2005-08-12 | 2006-08-01 | Усовершенствования в гидроциклонах и относящиеся к гидроциклонам |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090032457A1 (ru) |
| EP (1) | EP1919628A1 (ru) |
| CN (1) | CN101267891A (ru) |
| BR (1) | BRPI0614557A2 (ru) |
| CA (1) | CA2618756A1 (ru) |
| EA (1) | EA015273B1 (ru) |
| EC (1) | ECSP088206A (ru) |
| MX (1) | MX2008002000A (ru) |
| PE (1) | PE20070560A1 (ru) |
| WO (1) | WO2007019601A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200801326B (ru) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011006616A1 (de) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Dürr Systems GmbH | Anlage für das Behandeln von Werkstücken mit einer Prozessflüssigkeit |
| CN104056737A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-09-24 | 合肥约翰芬雷矿山装备有限公司 | 高精度分选旋流器 |
| AT517209B1 (de) * | 2015-06-05 | 2016-12-15 | Holcim Technology Ltd | Zyklonabscheider |
| EP3501661B1 (en) * | 2017-12-19 | 2021-07-21 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | A separator and a method for separating milk |
| CN108380404A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-10 | 合肥学院 | 水力旋流器 |
| GB2586623B (en) * | 2019-08-29 | 2021-09-01 | Weir Minerals Africa Pty Limited | Cyclonic separator |
| EP4176120A1 (en) * | 2020-07-03 | 2023-05-10 | Valmet Technologies Oy | A hydrocyclone with an improved fluid injection member |
| CN116171201A (zh) * | 2020-09-10 | 2023-05-26 | 罗伯特·博世有限公司 | 涡流导流器和旋风分离器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3960734A (en) * | 1972-10-10 | 1976-06-01 | Antoni Zagorski | High efficiency cyclone separator |
| US4317716A (en) * | 1979-01-11 | 1982-03-02 | Liller Delbert I | Vortex finder and sleeve kit |
| SU1165472A1 (ru) * | 1983-10-13 | 1985-07-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации | Гидроциклон |
| SU1472137A1 (ru) * | 1987-01-13 | 1989-04-15 | Специальное Конструкторское Бюро По Энергетическим Аппаратам И Машинам "Энергохиммаш" | Циклон |
| US6024874A (en) * | 1998-11-03 | 2000-02-15 | Lott; W. Gerald | Hydrocyclone separator |
| EP1031381A1 (en) * | 1999-02-22 | 2000-08-30 | Multotec Process Equipment (Proprietary) Limited | Hydrocyclone with removal of misplaced coarse fraction in overflow |
| WO2005021162A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Vulco S.A. | Inlet head for a cyclone separator |
-
2006
- 2006-08-01 BR BRPI0614557-4A patent/BRPI0614557A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2006-08-01 MX MX2008002000A patent/MX2008002000A/es not_active Application Discontinuation
- 2006-08-01 CA CA002618756A patent/CA2618756A1/en not_active Abandoned
- 2006-08-01 US US11/990,369 patent/US20090032457A1/en not_active Abandoned
- 2006-08-01 CN CNA2006800341828A patent/CN101267891A/zh active Pending
- 2006-08-01 WO PCT/AU2006/001087 patent/WO2007019601A1/en active Application Filing
- 2006-08-01 EA EA200800572A patent/EA015273B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-08-01 EP EP06760943A patent/EP1919628A1/en not_active Withdrawn
- 2006-08-09 PE PE2006000969A patent/PE20070560A1/es not_active Application Discontinuation
-
2008
- 2008-02-07 ZA ZA200801326A patent/ZA200801326B/xx unknown
- 2008-02-19 EC EC2008008206A patent/ECSP088206A/es unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3960734A (en) * | 1972-10-10 | 1976-06-01 | Antoni Zagorski | High efficiency cyclone separator |
| US4317716A (en) * | 1979-01-11 | 1982-03-02 | Liller Delbert I | Vortex finder and sleeve kit |
| SU1165472A1 (ru) * | 1983-10-13 | 1985-07-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации | Гидроциклон |
| SU1472137A1 (ru) * | 1987-01-13 | 1989-04-15 | Специальное Конструкторское Бюро По Энергетическим Аппаратам И Машинам "Энергохиммаш" | Циклон |
| US6024874A (en) * | 1998-11-03 | 2000-02-15 | Lott; W. Gerald | Hydrocyclone separator |
| EP1031381A1 (en) * | 1999-02-22 | 2000-08-30 | Multotec Process Equipment (Proprietary) Limited | Hydrocyclone with removal of misplaced coarse fraction in overflow |
| WO2005021162A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Vulco S.A. | Inlet head for a cyclone separator |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Note: For Y indications, WO 2005/021162, can be combined with any one of EP 1031381, US 6024874 or US 3960734 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101267891A (zh) | 2008-09-17 |
| US20090032457A1 (en) | 2009-02-05 |
| CA2618756A1 (en) | 2007-02-22 |
| ECSP088206A (es) | 2008-04-28 |
| PE20070560A1 (es) | 2007-06-28 |
| EP1919628A1 (en) | 2008-05-14 |
| EA200800572A1 (ru) | 2008-06-30 |
| MX2008002000A (es) | 2008-03-27 |
| ZA200801326B (en) | 2009-02-25 |
| WO2007019601A1 (en) | 2007-02-22 |
| BRPI0614557A2 (pt) | 2009-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA015273B1 (ru) | Усовершенствования в гидроциклонах и относящиеся к гидроциклонам | |
| US6530484B1 (en) | Dense medium cyclone separator | |
| US7293657B1 (en) | Hydrocyclone and method for liquid-solid separation and classification | |
| BG65758B1 (bg) | Хидроциклон | |
| US20020112998A1 (en) | Hydro cyclone with elongate inlet | |
| CN103648656A (zh) | 用于旋流分离器的流动偏转元件 | |
| ZA200601369B (en) | Inlet head for a cyclone separator | |
| JPH01242161A (ja) | サイクロン | |
| US8104622B2 (en) | Cyclone separator having an inlet head | |
| US11806731B2 (en) | Cyclonic separator | |
| US3105044A (en) | Separator | |
| GB2263652A (en) | Hydrocyclone | |
| US20040069705A1 (en) | Long free vortex, multi-compartment separation chamber cyclone apparatus | |
| AU2017320471B2 (en) | A hydrocyclone | |
| AU2006281961A1 (en) | Improvements in and relating to hydrocyclones | |
| JPS6256791B2 (ru) | ||
| CN106345621B (zh) | 单体异径多产品重介质旋流器 | |
| CA2404934C (en) | Hydrocyclone and method for liquid-solid separation and classification | |
| AU770931B2 (en) | Dense medium cyclone separator | |
| JPS6012914B2 (ja) | 液体サイクロン形分離装置 | |
| CN109890511A (zh) | 旋液分离器溢流出口控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |