HU210377B

HU210377B - Method and apparatus for separating mixtures of liquid and solid materials into liquid and solid phases

Info

Publication number: HU210377B
Application number: HU9202878A
Authority: HU
Inventors: Istvan Belhazy
Original assignee: Belhazy
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 1995-07-28
Also published as: HU9202878D0

Abstract

A találmány értelmében a munkatérbe (93) való bevezetés előtt a keverék (7) kinetikus energiájának egy részét diffúzor segítségével potenciális energiává alakítjuk, majd az ily módon csökkentett sebességű keveréket forgásszimmetrikus feladótér (22) határolófelülete mentén lamináris áramlásba hozzuk, és ezt követően szűkülő keresztmetszetű átvezető csatornában (15) felgyorsítva vezetjük be a munkatérbe (93). Az átvezető csatorna (15) célszerűen a feladóteret (22) a munkatértől (93) elválasztó közdarabban (10) van kiaalakítva. Előnyös legalább két, egymással párhuzamosan kapcsolt, csavarmenetet követő kialakítású átvezető csatornát (15) alkalmazni. HU 210 377 A A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 4 lap ábra)According to the invention, part of the kinetic energy of the mixture (7) is transformed into a potential energy by means of a diffuser before being introduced into the working space (93), and then the reduced rate mixture is brought into a laminar flow along the delimiting surface of the rotationally symmetrical delivery space (22), followed by a constricted cross-sectional passage. in the channel (15) accelerated into the working space (93). Preferably, the passageway (15) is punched out in a spacer (10) separating the transfer space (22) from the work surface (93). It is preferable to use at least two passage conduits (15), which are parallel to each other in a threaded configuration. EN 210 377 A Scope of description: 10 pages (including 4 sheets)

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés folyadék-szilárdanyag keverékek két fázisra történő szétválasztására.The present invention relates to a process and apparatus for separating liquid-solid mixtures into two phases.

Az áramló folyadékokban és gázokban a fő mozgásirány megváltoztatásának hatására, illetve az áramlás zavarása következtében gyakran keletkeznek körpályát felvevő részáramlások, amelyek mozgás- és energiaállapotukat a külső zavaró tényezők fennállásáig megtartják. így keletkeznek a természetben a z vízi és légköri örvények. A nagy energiájú forgószeleknél, mint például az amerikai kontinens középső részén rendszeresen végigvonuló tornádók esetében jól megfigyelhető a forgómozgás axiális irányú légáramlást gerjesztő hatása is.Changes in the main direction of motion of flowing liquids and gases, or interruptions in the flow, often result in partial orbits upstream, which maintain their motion and energy state until external disturbances occur. This is how water and atmospheric vortexes occur in nature. In the case of high-energy whirlwinds, such as tornadoes that regularly run through the central part of the American continent, the effect of rotational motion on the axial air flow is well observed.

Az említett természeti jelenségeknek a műszaki életben történő hasznosítására jól bevált áramlástechnikai eszközök a hidro- és aerociklonok, amelyekben a körpályára vezetett, szilárdanyagot hordozó áramló közeget a körmozgás hatására ébredő centrifugális erőtérben axiális irányú haladásra is kényszerítve, a tengelymenti depressziós erőtér energiájának felhasználásával folyékony és szilárd vagy gáznemű és szilárd fázisokra bontják.Well-established flow techniques for exploiting these natural phenomena in technical life are hydro- and aerocyclones, in which a fluid carrier led into a circular path is forced axially into a centrifugal force driven by circular motion, and utilizes a solid or it is decomposed into gaseous and solid phases.

A folyadék szilárdanyag keverékek szemcseméret, illetve sűrűség szerinti szétválasztására alkalmazott hidrociklonos eljárás széles körű elterjedését a hidrociklonok egyszerű szerkezeti kivitele tette lehetővé, mivel ezek - ellentétben a legtöbb hidraulikus géppel forgó alkatrész nélkül valósítják meg a bevezetett kinetikus és potenciális energia hasznosítását.The widespread use of hydrocyclones for the separation of liquid solid mixtures by particle size and density is made possible by the simple structural design of hydrocyclones, which, unlike most hydraulic machines, utilize the kinetic and potential energy introduced without rotating components.

Mivel a hidrociklonos eljárás során is munkavégzés történik, lényeges, hogy az áramló közeggel bevezetett energia mekkora része alakul át hasznos munkává. Az áramlási keresztmetszet változásai miatt fokozottan jelentkező energiaveszteség és a kivitelezési pontatlanságokból származó áramlástechnikai hibák együttes hatása igen alacsony hatásfokot eredményez.As the hydrocyclone process also involves work, it is important to determine how much of the energy supplied by the fluid is transformed into useful work. The combined effect of increased energy loss due to changes in flow cross-section and flow engineering errors due to inaccuracy in construction results in very low efficiency.

Mint ismeretes, a hidrociklonok üzemeltetésénél alkalmazott általános gyakorlat szerint a kezelendő (szilárdanyagot tartalmazó) folyadékot szivattyú szállítja a hidrociklon - általában folyamatosan szűkülő keresztmetszetű - tangenciálisan csatlakozó bevezető eleméhez. A közvetlenül a beadás előtti csőszakaszban a folyadék egyenesvonalú egyenletes mozgást végez.As is known, it is common practice for hydrocyclones to operate the fluid to be treated (containing solids) by means of a pump to the tangentially connecting inlet of the hydrocyclone, generally of continuously tapered cross-section. In the tube section immediately prior to injection, the fluid moves in a straight line.

A hidrociklon egyik hátrányos tulajdonsága az, hogy a csővezetékben 3-4 m/sec sebességgel haladó közeg a tangenciális bevezető szakaszban 10-12 m/sec sebességre felgyorsulva hirtelen irányváltoztatásra kényszerül a körpályára állás pillanatában. Az irányváltozásból adódó energiaveszteség csökkentésére a HU-PS 165483 jelű szabadalmi leírás olyan bevezető pályagörbéket javasol, amelyek a hidrociklon belső hengeres falát a körhöz magasabb rendűén simuló n-ed rendű (n - 2, 4 vagy 6) parabolával közelítik meg és érik el. Ez elméletileg igazolhatóan jó megoldás, azonban a gyakorlati kivitelezés hibái, a gyártási pontatlanságok miatt a bevezető szakasz és a körpálya érintkezésénél mindig keletkezik olyan ütközőfelület, amelyet elérve a nagy sebességű folyadékból energiaveszteséget eredményező turbulens áramlások indulnak ki.One of the disadvantages of the hydrocyclone is that the medium moving in the pipeline at a velocity of 3-4 m / sec, accelerating in the tangential inlet section to a velocity of 10-12 m / sec, suddenly changes its direction as it enters the orbit. To reduce energy loss due to a change of direction, HU-PS 165483 proposes introductory trajectories that approach and reach the inner cylindrical wall of the hydrocyclone with a nth order (n - 2, 4 or 6) parabola of a higher order. This is theoretically a good solution, but due to flaws in practice, manufacturing inaccuracies, contact between the inlet section and the orbit always results in a collision surface that triggers turbulent flows of energy from the high velocity fluid.

További hiányosságot jelent az, hogy a bevezető csatornából a 10-15-szörös keresztmetszetű belső, centrifugális térbe való belépéskor a sebességi energia részben nyomási energiává alakul át, ami a hirtelen keresztmetszetváltozás miatt további energiaveszteséggel jár együtt.A further disadvantage is that, when entering the internal centrifugal space 10-15 times the inlet channel, the velocity energy is partially converted into compression energy, which results in additional energy loss due to the sudden cross-sectional change.

A folyadék fokozatos bevezetésére ismert a HU-PS 193 792 jelű szabadalmi leírás szerinti megoldás, amelynél a folyadék olyan, téglalap keresztmetszetű csatornában mozog az áramlástechnikai készülék belső tere irányában, amelyet felülről depressziós irányszögű spirálgörbe, alulról pedig vízszintes torlasztó-felület határol. E torlasztófelülettel koncentrikusan helyezkedik el a körgyűrű alakú keskeny beömlőnyílás, amely a teljes keresztmetszet menti fokozatos beadás megvalósítását célozza.A solution for the gradual introduction of fluid is known from HU-PS 193 792, wherein the fluid moves in a channel of rectangular cross-section towards the interior of the flow device, bounded from above by a spiral curve with a depression direction and a horizontal barrier surface. Concealed with this barrier surface is a circular, narrow inlet for a stepwise delivery along the entire cross-section.

Ennek a megoldásnak az a fő hiányossága, hogy a bevezető csatorna felső felületét képező spirálgörbe pálya depressziós irányszöge az eredő sebesség vektorát megváltoztatja, tehát a centrifugális erőtér létrehozásához elsődleges fontosságú kerületi sebességet - az axiális irányú sebesség növekedése árán - csökkenti. További hiányosságot jelent, hogy az áramló közeg egy része az axiális irányban nyitott beömlőnyíláson át már a beadás pillanatában kilép a vezetőcsatornából, így sebességvektorának nagysága és iránya előnytelenül befolyásolja a centrifugális erőtér kialakulását. Együtt jár ezzel az a káros hatás, hogy a belső térbe belépő különböző sebességű és irányú folyadékáramok turbulenciát keltenek és további energiaveszteséget okoznak.The main disadvantage of this solution is that the depression direction of the spiral curve path forming the upper surface of the inlet channel changes the vector of the resulting velocity, thus reducing the primary circumferential velocity, which is essential for creating the centrifugal force field, at the expense of increasing axial velocity. A further disadvantage is that a portion of the fluid exits the guide duct through the inlet opening axially, so that the magnitude and direction of its velocity vector adversely affects the formation of the centrifugal force field. Alongside this is the detrimental effect that fluid currents of different velocities and directions entering the interior space cause turbulence and further loss of energy.

A hidrociklonoknak általában hátrányos tulajdonságuk az is, hogy a bevezető szakaszt nagy sebességgel elhagyó folyadék egy része a körfelület mentén egy fordulatot megtéve beleütközik a bevezető szakaszból kiáramló közegbe, fokozza ezzel az adott kritikus helyen egyébként is keletkező turbulens áramlások káros hatását.Hydrocyclones also generally have the disadvantage that a portion of the fluid leaving the inlet section at high velocity collides with the fluid flowing out of the inlet section during a single turn, thereby enhancing the adverse effects of turbulent flows that would otherwise occur at that critical point.

Hátrányos tulajdonságként említendő még, hogy a forgó és egyidejűleg tengelyirányú haladó mozgást is végző folyadékokban (és természetesen gázokban is) fellép az ún. Coriolis-erő, amelynek következtében a depressziós erőtér által okozott légörvény elveszti stabilitását, irányából kitér, és mind radiális, mind axiális irányban lengő mozgást végezve további turbulencia és energiaveszteség forrásává válik.Another disadvantage is that fluids (and, of course, also gases) in rotating and simultaneously moving axially moving fluids also occur. The Coriolis force, which causes the air vortex caused by the depression field to lose its stability, deflects its direction and becomes a source of further turbulence and energy loss by moving in both radial and axial directions.

Összegezve az elmondottakat: a hidrociklonokban a kezelendő folyadékkal bevezetett összenergia az előnytelen szerkezeti kialakítás miatt csak jelentős veszteség árán alakítható át sebességi energiává. Következésképpen a forgó mozgás által keltett centrifugális erőtér és a gerjesztett depressziós erőtér energiája alacsony hatásfokkal érvényesül a folyadék - szilárdanyag keverékek szétválasztásának folyamatában.To sum up, the total energy introduced by the fluid to be treated in the hydrocyclones can be converted to velocity energy at a significant loss due to the unfavorable design. Consequently, the energy of the centrifugal force generated by the rotating motion and of the excited depression force is low in the process of separation of liquid-solid mixtures.

A találmány célja a fenti hiányosságok kiküszöbölése.It is an object of the present invention to overcome these drawbacks.

A találmány feladata tehát olyan eljárás és berendezés létrehozása folyadék-szil árdanyag keverékek két fázisra történő szétválasztására, amelyek az eddigieknél jobb hatásfokkal hasznosítják a bevezetett energiát, és így osztályozási feladatok esetén élesebb elválasz2It is therefore an object of the present invention to provide a process and apparatus for separating liquid-solid bulk mixtures into two phases which utilize the energy supplied more efficiently than before, and thus provide a sharper response in classification tasks2.

HU 210 377 A tást tesznek lehetővé a kisebb szemcseméretek tartományában is, sűrítési feladatok esetén pedig jelentősen növelik az elkülönített fázisok homogeneitását.EN 210 377 They also allow for the compaction of smaller particle sizes and significantly increase the homogeneity of the separated phases in compaction tasks.

A találmány alapja az a felismerés, hogy az áramlástechnikai készülékbe belépő közeget fokozatos sebességcsökkentéssel turbulenciamentes lassú köráramlást biztosító potenciális erőtérbe vezetve, majd a potenciális erőtér energiájának felhasználásával, rendezett állapotból kiindulva, egyenletesen gyorsuló mozgásra kényszerítve az erőtérből kilépő közeget, az áramlástechnikai készülék centrifugális terében nagyobb kerületi sebesség érhető el, és szinte teljesen kiküszöbölhetők a zavaró örvényáramlások. További felismerést jelent, hogy a jellemzően potenciális energiával rendelkező folyadék felgyorsítására és körpályára kényszerítésére olyan perdítóelemet célszerű alkalmazni, amely a folyadékot egyidejűleg több helyen vezeti be a centrifugális térbe. Az ily módon több részáramra osztott áramló közeg a perdítőelem csatornáiban az energiatartalomnak megfelelő legnagyobb kerületi sebességre felgyorsulva lép be a centrifugális térbe, ahol a belépési részáramok egymásra simulva több irányból megtámasztják a depressziós tér által kialakított tengelymenti légmagot, biztosítva ezáltal a Coriolis-erő káros hatásának ellensúlyozását.The present invention is based on the discovery that the fluid entering the flow device is directed to a potential force field providing a gradual reduction of turbulence, and then utilizing the energy of the potential field, starting from an orderly state, forcing the fluid leaving the field to accelerate speeds can be achieved and disturbing eddy currents are almost completely eliminated. It is further recognized that it is desirable to use a fluttering element to accelerate and circulate a fluid with typically potential energy which introduces the fluid into multiple locations simultaneously in the centrifugal space. The multi-current flow medium thus enters the centrifugal space at accelerated maximum perimeter velocity corresponding to the energy content in the passageway channels, whereby the input sub-currents are stacked in multiple directions to support the axial air force created by the depression space. .

Ezen felismerések alapján az elsődleges feladat megoldása olyan eljárás folyadék - szilárdanyag keverékek két fázisra történő szétválasztására, amelynek során a keveréket forgásszimmetrikus, szűkülő munkatérben, annak határolófelülete mentén áramoltatjuk, és az egyes fázisokat axiális irányban vezetjük ki a munkatérből; és amelynél a találmány értelmében a munkatérbe való bevezetés előtt a keverék kinetikus energiájának egy részét - célszerűen diffúzor segítségével potenciális energiává alakítjuk, majd az ily módon csökkentett sebességű keveréket forgásszimmetrikus feladótér határolófelülete mentén lamináris áramlásba hozzuk, és ezt követően szűkülő keresztmetszetű átvezető csatornában felgyorsítva vezetjük be a munkatérbe.Based on these findings, the primary object of the present invention is to provide a process for separating liquid-solid mixtures into two phases, wherein the mixture is flushed in a rotationally symmetrical working space along its boundary surface and the individual phases are withdrawn axially from the working space; and wherein, prior to introduction into the work space, a portion of the kinetic energy of the mixture is converted into potential energy, preferably by means of a diffuser, and the reduced velocity mixture is then introduced into a laminar flow along a perimeter of rotationally symmetrical delivery space. work space.

A feladótérből a munkatérbe való átvezetést előnyösen csavarvonal mentén végezzük.Advantageously, the passage from the dispatch area to the work space is along a helix.

Előnyös, ha a feladótérből a munkatérbe való átvezetés előtt több, egymással párhuzamos részáramra bontjuk a laminárisán áramló keveréket.It is preferable to divide the laminar flow mixture into a plurality of parallel streams prior to passage from the dispatch space to the work space.

Előnyös továbbá, ha a keverék sűrűbb fázisát gravitációs úton, hígabb fázisát pedig a munkatér szimmetriatengelye mentén kialakuló depressziós tér segítségével felfelé, a feladótéren annak szimmetriatengelye mentén átvezetve távolítjuk el.It is also advantageous to remove the dense phase of the mixture by gravity and the thinner phase by upward displacement through the depression space along the symmetry axis of the working space, passing along its axis of symmetry.

A másodlagos feladat megoldása olyan berendezés folyadék-szilárdanyag keverékek két fázisra történő szétválasztására, amelynek forgásszimmetrikus munkateret határoló, beömlőnyílással és tengelyirányú kiömlőnyílással ellátott háza van; és amely a találmány értelmében áramlástechnikailag a munkatér elé kapcsolt feladótérrel rendelkezik, a beömlőnyílás a feladóteret határoló házon, a kiömlőnyílás pedig a munkateret határoló házon van kialakítva; a feladótér áramlásirányban szűkülő keresztmetszetű átvezető csatornán át van összekötve a munkatérrel, és a munkatér a feladótéren tengelyirányban átvezetett, annak házán kívül végződő elvezető csővel van közlekedő kapcsolatban.A secondary object is to provide an apparatus for separating liquid-solid mixtures into two phases having a housing with an inlet port and an axial outlet outlet that delimits a rotationally symmetrical working space; and, in accordance with the present invention, having a delivery space connected in front of the work space in a flow technique, the inlet opening being formed on the enclosure enclosing the dispatch space and the outlet opening being formed on the enclosing enclosure; the dispatch space is connected to the work space through a downstream passageway, and the work space is in communication with an exhaust pipe extending axially through the send area and terminating outside its housing.

Előnyös, ha az átvezető csatorna a feladóteret a munkatértől elválasztó közdarabban van kialakítva.It is advantageous if the passage channel is formed in an intermediate partition separating the dispatch space from the work space.

Előnyös továbbá, ha a berendezésnek csavarmenetet követő kialakítású átvezető csatornája van.It is further preferred that the apparatus has a threaded passage channel.

Előnyös az is, ha legalább két, egymással párhuzamosan kapcsolt átvezető csatornát alkalmazunk.It is also advantageous to use at least two parallel pass-through channels.

Végül előnyös, ha a közdarab az elvezető cső belső végéhez van kapcsolva, és annak furatával folytatólagos axiális átmenő furattal van ellátva.Finally, it is advantageous if the intermediate piece is connected to the inner end of the drainage pipe and has a continuous bore thereof with a bore thereof.

A találmány szerinti eljárással és berendezéssel lényegesen javítani lehet a folyadék-szilárdanyag keverékek finom és durva fázisra történő szétválasztásakor az egyes fázisok homogeneitását, ugyanakkor a szeparálási folyamatot jellemző kedvező energiatartalom lehetővé teszi a geometriai paraméterek széles körű változtatását a két fázisban levő szilárdanyag-tartalom minél élesebb elkülönítése érdekében.The process and apparatus of the present invention can substantially improve the homogeneity of the individual phases when separating liquid-solid mixtures into fine and coarse phases, while the favorable energy content of the separation process allows wide variation of geometric parameters to sharpen the solids content of the two phases. order.

A találmányt a következőkben példák kapcsán ismertetjük, a csatolt rajzokra hivatkozva. AzThe invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings. The

1. ábra az első példa szerinti berendezés első munkaterét határoló háznak a 2. ábrán jelölt A A lépcsős síkban vett metszete; aFigure 1 is a sectional view of the first working space enclosing the first working space of the apparatus of the first example, taken in step A of Figure 2; the

2. ábra az 1. ábra szerinti ház felülnézete, részben metszve; aFigure 2 is a partially sectional view of the housing of Figure 1; the

3. ábra az első példa szerinti berendezés elölnézete félnézet-félmetszetben; aFigure 3 is a front elevational view of the apparatus of the first example; the

4. ábra a második példa szerinti berendezés átvezető csatornákat tartalmazó közdarabjának elölnézete félnézet-félmetszetben; azFig. 4 is a front view, in a semi-sectional view, of an intermediate piece of the apparatus of the second example comprising passage channels; the

5. ábra a 4. ábra szerinti közdarab alulnézete; aFigure 5 is a bottom view of the insert of Figure 4; the

6. ábra a harmadik példa szerinti berendezés közdarabjának elölnézete félnézet-félmetszetben; és aFig. 6 is a front elevational view of the insert of the third example apparatus; and the

7. ábra a 6. ábra szerinti közdarab alulnézete.Figure 7 is a bottom view of the insert of Figure 6.

Az 1-3. ábrák szerinti berendezésnek 1 tengelyre forgásszimmetrikus 2 háza van, amely 22 feladóteret határol. A 2 ház alul r_a sugarú, kör keresztmetszetű 3 nyílással, felül pedig r_b sugarú, kör keresztmetszetű 4 nyílással van ellátva. A 2 ház felső részéhez bevezető 5 csőszakasz csatlakozik, amelynek 6 szimmetriatengelye az 1 tengelyre merőleges síkkal a hegyesszöget zár be. Abevezető 5 csőszakasz β félkúpszöggel jellemzett fokozatosan bővülő keresztmetszettel csatlakozik a 2 ház belső 21 falához. A 21 fal által határolt feladótérbe a (nem ábrázolt) szállító csővezeték belső sugarával megegyező r_c sugarú keresztmetszeten áthaladva a 7 nyíl irányából lép be a kezelendő folyadék-szilárdanyag keverék. A diffúzor kialakítású bevezető 5 csőszakaszban a keverék sebessége csökken, nyomása viszont megnő, így kedvező energiatartalommal lép be a 22 feladótérbe. Az a hegyesszög alatti bevezetés lehetővé teszi, hogy a bevezetett és a 21 fal mentén körpályára kényszentett folyadékáram nagy része egy körülfordulás után elkerülje a beömlési keresztmetszetet.1-3. The device according to Figs. 1 to 4 has a rotationally symmetrical housing 2 defining a dispatch area 22. The housing 2 is provided _with a circumferential opening 3 having _a radius r a at _the bottom and a circular opening 4 having a radius r _b at the top. An inlet pipe section 5 is connected to the upper part of the housing 2, the axis of symmetry 6 of which forms an acute angle with a plane perpendicular to the axis 1. The inlet pipe section 5 is connected to the inner wall 21 of the housing 2 with a gradually expanding cross-section characterized by a half cone β. Passing cross section equal to the internal radius of the (not shown) supply pipe bounded by the wall 21 of radius _rc space sender enters the arrow 7 direction of the treated liquid-solid mixture. In the diffuser-shaped inlet tube section 5, the speed of the mixture decreases but the pressure increases, thereby entering the dispatch space 22 with a favorable energy content. The inlet angle allows a large portion of the flow of liquid introduced and forced into a circular path along the wall 21 to avoid an inlet cross-section after one turn.

Mint a 2. ábrán látható, a bevezető 5 csőszakasz szélső 8 alkotója tangenciálisan csatlakozik a 2 ház 21 falához. A 21 fal nagy sugarú forgásfelületei által hatá3As shown in Figure 2, the outermost component 8 of the inlet pipe section 5 is tangentially connected to the wall 21 of the housing 2. It is defined by the high radius of rotation of the wall 21

HU 210 377 A rolt 22 feladótérben „megnyugodva” lényegébenlaminárisan (turbulenciamentesen) áramlik a keverék az r_asugarú 3 nyílás felé.In the dispatch space 22, the mixture flows substantially linearly (without turbulence) towards the orifice 3 _of radius r.

Mint a 3. ábrán látható, a 2 házhoz vele egytengelyű, ugyancsak forgásszimmetrikus 9 ház csatlakozik alulról. A 9 ház belső falának hengeres 91 szakasza és alul kúposán szűkülő 92 szakasza van. A 9 ház 93 munkateret határol, amelybe a 22 feladótérből átvezető 15 csatornákon át lép be a kezelendő keverék. A15 csatornák a 22 feladótér és a 93 munkatér között elrendezett hengeres 10 közdarabban vannak kialakítva. A 10 közdarab lényegében a 9 ház felső végét lezáró dugóként van kiképezve, amely központi axiális átmenő furattal van ellátva. A 10 közdarab a 22 feladótéren centrálisán átvezetett elvezető 12 cső alsó végéhez van csatlakoztatva, és furata a 12 cső belső átmérőjével azonos átmérőjű.As shown in Fig. 3, the housing 2 is connected to the housing 2 by an axial, also rotationally symmetrical housing 9 from below. The inner wall of the housing 9 has a cylindrical portion 91 and a conically tapered portion 92 below. The housing 9 defines a working space 93 into which the mixture to be treated enters through channels 15 passing from the dispatch space 22. The channels 15 are formed in a cylindrical insert 10 arranged between the dispatch space 22 and the working space 93. The insert 10 is substantially formed as a stopper which closes the upper end of the housing 9 and has a central axial through hole. The insert 10 is connected to the lower end of a drainage tube 12 which is centrally guided in the dispatch space 22 and has a bore the same diameter as the inside diameter of the tube 12.

A 93 munkatérben körpályán és axiális irányban is áramló keverék lefelé haladva R lekerekítési sugarú felületen át éri el a kúposán szűkülő 92 szakaszt. A 93 munkatérben az 1 tengely mentén r_e sugárral jellemzett keresztmetszetű depressziós tér jön létre. A keverék híg fázisa a 92 szakaszon a 13 nyíl irányában visszafordulásra kényszerül, és a depressziós tér energiáját kihasználva az elvezető 12 cső belső r_f sugarával és a depressziós tér által létrehozott légmag r_e sugarával jellemzett körgyűrű felületen keresztül a 13 nyíl irányában a külső térbe áramlik. A keverék sűrű fázisa a 9 ház r_dsugarú alsó kiömlőnyílásán át a 14 nyíl irányában gravitációs úton távozik.The mixture flowing downwardly in the working space 93, both in a circular path and in the axial direction, reaches the conically tapering section 92 through a surface with a radius of curvature R. The working chamber 93 along the shaft 1 r characterized by _this jet cross depressed space is formed. Dilute phase of the mixture, the portion 92 is forced to turn back in the arrow 13 direction, and taking advantage of the energy of the depressed space air core generated by the discharge tube 12 inside _Rf radius and depressed space flows to the exterior of the arrow 13 towards the through r characterized by _e radius of the annular surface . The dense phase of the mixture is discharged through the lower outlet of the housing 9 with a radius r _d in the direction of arrow 14 by gravity.

A 10 közdarab 4-5. ábrák szerinti kiviteli alakjánál az átvezető 15 csatornák keresztmetszetét a 91 fal r_asugara és a magméreti r_g sugár, valamint az axiális irányú méret határozza meg. A 15 csatornák között vastagságú válaszfalak (menetek) vannak. Ha a lényegében laposmenetként kialakított 15 csatornák számát n-nel jelöljük, az átömlési összkeresztmetszetInterleaves 10 are 4-5. embodiment of Figures 15 through the cross section of the channels defined by the wall 91, _the radius r and the core size radius r _g and axial dimensions. The channels 15 have thick partitions (threads). If the number of channels 15, which are essentially flat, is denoted by n, the total cross-sectional flow

F = n (r_a-r_g) aF = n (r _a -r _g ) a

A keverék egyenletes gyorsítása érdekében a 10 közdarab (perdítőelem) felső (bevezető) része γ félkúpszögű kúpfelületének menetes szakaszán a teljes csatornamagasság fokozatosan alakul ki. A 10 közdarab H menettel ellátott részének tehát H] hosszúságú bevezető szakasza és H₂ hosszúságú perdítő szakasza van.In order to accelerate the mixture evenly, the entire channel height gradually develops over the threaded portion of the conical surface γ of the intermediate piece 10 (conveying element). The portion 10 with a threaded intermediate element H so introductory phase and spinning phase _H2 length H] length is.

A 10 közdarab alsó részén hengeres 16 csőtoldat van kialakítva. Ennek az a feladata, hogy megakadályozza a 15 csatornákból nagy kerületi sebességgel kilépő keverék és a 17 örvénytérben axiálisan felfelé áramló híg fázis (tisztított folyadék) keveredését.A cylindrical tube 16 is formed in the lower part of the insert 10. Its function is to prevent mixing of the mixture leaving the channels 15 at high peripheral velocity with the dilute phase (purified liquid) flowing axially upward in the vortex space 17.

Mint az 5. ábrán látható, a kétbekezdésű menettel ellátott 10 közdarab menetek (válaszfalak) közötti 15 csatornáit kilépési 18 élek mentén hagyja el a felgyorsított keverék. Balmenetű kialakítás esetén a 29 nyilak jelzik a keverék áramlási irányát.As shown in Fig. 5, the accelerated mixture leaves the passageways 15 between the threads (partitions) 10 of the two-threaded insert. In the left-hand configuration, the arrows 29 indicate the flow direction of the mixture.

A 6-7. ábrák szerinti 10 közdarab 15 csatornáinak keresztmetszete radiális irányban a 91 fal r_a sugarával és az 1 tengelyre szimmetrikus 20 kúpfelület δ félkúpszögének és a menetemelkedésnek a függvényében változó magméreti r_g sugárral, axiálisan pedig az a mérettel van definiálva. Ennél a kiviteli alaknál az ε palástszöggel jellemzett trapézmenetű 15 csatornákban az átömlő keresztmetszetek fokozatos csökkentésével érjük el a keverék egyenletes felgyorsítását.6-7. 1 to 9 are defined in radial direction by _the radius r _{g of the} core 91, which varies radially with _the radius r of _the wall 91 and as a function of the half-cone angle δ of the conical surface 20 symmetrical to the axis 1 and the pitch. In this embodiment, the trapezoidal channels 15 having an angle ε have a gradual reduction of throughput cross sections to achieve uniform acceleration of the mixture.

A 7. ábrán látható 10 közdarabnál három bekezdésű menetet alkalmazunk. A keverék áramlási irányát a 19 nyilak jelzik. A három, egymással párhuzamos részáramra osztott keverék a kilépési 18 éleknél hagyja el a 15 csatornákat.For the insert 10 shown in Figure 7, a three-point thread is used. The flow direction of the mixture is indicated by arrows 19. The mixture of three parallel sub-streams divides the channels 15 at the exit edges 18.

Claims

PATENT CLAIMS

CLAIMS 1. A process for separating liquid-solid mixtures into two phases, wherein the mixture is flowed in a rotationally symmetrical working space along its boundary surface, and the individual phases are driven out of the working space in an axial direction opposite to each other, part of its kinetic energy, preferably by means of a diffuser, is converted into potential energy, and the mixture of reduced velocity is then introduced into a laminar flow along the interface of a rotationally symmetric dispensing space and subsequently accelerated through a narrowing passageway into the work space.

Method according to claim 1, characterized in that the passage from the dispatch area to the work space is carried out along a helix.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the laminar-flowing mixture is divided into several parallel partial streams from the dispatch space before it is transferred to the working space.

4. A method according to any one of claims 1 to 4, wherein the denser phase of the mixture is removed by gravity and the dilute phase is removed upwardly through the depression space along the symmetry axis of the working space.

Apparatus for separating liquid-solid mixtures into two phases comprising a housing having an inlet and an axial outlet delimiting a rotationally symmetrical working space, characterized in that it has a discharge space (22) in front of the working space (93), an inlet space (22) a boundary housing (2) and an outlet opening formed on the enclosure housing (9) of the working space (93); the dispensing space (22) being connected to the work space (93) through a downstream channel (15) and the work space (93) extending axially through the dispatch space (22) and terminating outside its housing (2), on the other hand, at the bottom of the working space (93), it is in communication with a lower outlet, unlike the outlet pipe (12).

Apparatus according to claim 5, characterized in that the passage channel (15) is formed in an intermediate piece (10) separating the dispatch space (22) from the working space (93),

Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that it has a thread passage (15).

HU 210 377 A

8. Figures 5-7. Apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it has at least two parallel passages (15).

Apparatus according to claim 6, characterized in that the intermediate piece (10) is connected to the inner end of the drainage pipe (12) and has a continuous bore thereof with a bore thereof.