RU167820U1

RU167820U1 - HYDROCYCLONE

Info

Publication number: RU167820U1
Application number: RU2016120192U
Authority: RU
Inventors: Мария Игоревна Ламскова; Александр Борисович Голованчиков; Андрей Евгеньевич Новиков; Максим Игоревич Филимонов
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-01-10

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для гидромеханической очистки жидкостей от тонкодисперсных фракций в поле центробежных сил. Устройство может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности, в том числе при очистке сточных вод, а также в процессах гидромелиорации.Техническим результатом гидроциклона является повышение степени очистки жидкостей от тонкодисперсных фракций.Технический результат достигается тем, что цилиндроконический гидроциклон, содержащий сливной патрубок и входной патрубок, камеру, установленную на сливном патрубке, причем входной патрубок снабжен вертикальной перегородкой, разделяющей его на внешнюю зону для потока очищаемой жидкости, и внутреннюю зону для потока очищенной жидкости, подаваемой из камеры в виде рецикла, отличающийся тем, что вертикальная перегородка закреплена на входе входного патрубка с возможностью вращения.Таким образом, данное техническое решение позволит быстро переналаживать типовые или стандартные гидроциклоны на конкретную очищаемую жидкость - суспензию или эмульсию и обеспечивать заданную степень очистки путем изменения с помощью дросселей расходов очищаемой жидкости и части очищенной жидкости в виде рецикла, подаваемых соответственно во внешнюю и внутреннюю зоны.The proposed technical solution relates to devices for hydromechanical purification of liquids from fine fractions in the field of centrifugal forces. The device can be used in chemical, petrochemical, metallurgical and other industries, including in wastewater treatment, as well as in irrigation and drainage processes. The technical result of a hydrocyclone is to increase the degree of purification of liquids from fine fractions. The technical result is achieved by the fact that a cylindrical hydrocyclone, containing a drain pipe and an inlet pipe, a camera mounted on a drain pipe, and the inlet pipe is provided with a vertical partition separating it to the external zone for the flow of purified liquid, and the internal zone for the flow of purified liquid supplied from the chamber in the form of a recycle, characterized in that the vertical partition is mounted on the inlet of the inlet with the possibility of rotation. Thus, this technical solution will allow you to quickly re-type or standard hydrocyclones for a particular liquid to be cleaned - suspension or emulsion and to provide a given degree of purification by changing the flow rate of the liquid to be purified and part of the purified liquid with the help of throttles Recycling fluids supplied respectively to the outer and inner zones.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для гидромеханической очистки жидкостей от тонкодисперсных фракций в поле центробежных сил. Устройство может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности, в том числе при очистке сточных вод, а также в процессах гидромелиорации.The proposed technical solution relates to devices for hydromechanical purification of liquids from fine fractions in the field of centrifugal forces. The device can find application in the chemical, petrochemical, metallurgical and other industries, including in wastewater treatment, as well as in irrigation and drainage processes.

Известна гидроциклонная установка, содержащая гидроциклон и предназначенная для удаления и нейтрализации сероводорода и меркаптанов из продукции нефтяных скважин. Установка содержит линию рециркуляции, проходящую на участке после выхода продукции из резервуара, где продукцию направляют рециклом в гидроциклон, и линию ввода реагента, подаваемого на участке между узлом учета конечной продукции и рециклом продукции, выходящей из резервуара (Патент № 2351633, МПК C10G 29/00, опубл. 10.04.2009).Known hydrocyclone installation containing a hydrocyclone and designed to remove and neutralize hydrogen sulfide and mercaptans from the production of oil wells. The installation contains a recirculation line passing in the area after the output of the product from the tank, where the products are recycled to the hydrocyclone, and an input line for the reagent supplied in the area between the metering unit of the final product and the recycle of products leaving the tank (Patent No. 2351633, IPC C10G 29 / 00, published on April 10, 2009).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточно высокая степень очистки жидкостей от тонкодисперсных фракций из-за смешения с продукцией, выходящей из резервуара, перед входом в гидроциклон.The reasons that impede the achievement of a given technical result include an insufficiently high degree of purification of liquids from finely dispersed fractions due to mixing with products leaving the tank before entering the hydrocyclone.

Известна гидроциклонная установка, включающая насос, на всасывающем канале которого установлен дроссель, и гидроциклон, содержащий питающий патрубок, соединенный с насосом, и сливной патрубок с тангенциальными каналами для отвода загрязнителя, которые через камеру соединены с всасывающим каналом насоса (Авт. св. № 1228912, МПК В04С 5/12, опубл. 07.05.1986).Known hydrocyclone installation, including a pump, on the suction channel of which a throttle is installed, and a hydrocyclone containing a supply pipe connected to the pump, and a drain pipe with tangential channels for discharging the pollutant, which are connected through the chamber to the pump suction channel (Aut. St. No. 1228912 IPC V04C 5/12, published on 05/07/1986).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточно высокая степень очистки жидкостей от тонкодисперсных фракций из-за малой скорости их осаждения в центробежном поле гидроциклона, особенно при плотности дисперсной фазы, близкой к плотности очищаемой жидкости.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include an insufficiently high degree of purification of liquids from fine fractions due to the low rate of their deposition in the centrifugal field of a hydrocyclone, especially when the density of the dispersed phase is close to the density of the liquid being cleaned.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является гидроциклонная установка, содержащая цилиндроконический циклон со сливным патрубком и входным патрубком, соединенным с насосом, камеру, установленную на сливном патрубке гидроциклона, и дроссель, при этом входной патрубок снабжен вертикальной перегородкой, разделяющей его на внешнюю зону для потока очищаемой жидкости, и внутреннюю зону для потока очищенной жидкости, подаваемой из камеры в виде рецикла, причем отношение расходов очищенной жидкости в рецикле к расходу очищаемой жидкости прямо пропорционально площадям внутренней и внешней зон (Патент на ПМ № 100433, МПК В04С 5/12, опубл. 20.12.2010).The closest technical solution for the totality of features to the claimed object and adopted for the prototype is a hydrocyclone installation containing a cylinder-conical cyclone with a drain pipe and an inlet pipe connected to a pump, a chamber mounted on the drain pipe of a hydrocyclone, and a throttle, while the inlet pipe is equipped with a vertical partition separating it into an external zone for the flow of purified liquid, and an internal zone for the flow of purified liquid supplied from the chamber in the form of a recycle, moreover, ue expenditure purified liquid in the recycle flow rate to the cleaning fluid is directly proportional to the areas of the inner and outer zones (Patent for PM № 100433, IPC V04S 5/12, publ. 20.12.2010).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится необходимость остановки и разборки гидроциклонной установки для перестановки вертикальной перегородки при переналадке типовых или стандартных гидроциклонов на конкретную очищаемую жидкость, что значительно снижает время работы установки, а значит и ее производительность.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the need to stop and disassemble the hydrocyclone unit to rearrange the vertical partition when changing standard or standard hydrocyclones to the specific liquid being cleaned, which significantly reduces the unit’s operating time, and therefore its performance.

Техническим результатом предлагаемого гидроциклона является повышение производительности.The technical result of the proposed hydrocyclone is to increase productivity.

Поставленный технический результат достигается тем, что цилиндроконический гидроциклон, содержащий сливной патрубок и входной патрубок, камеру, установленную на сливном патрубке, причем входной патрубок снабжен вертикальной перегородкой, разделяющей его на внешнюю зону для потока очищаемой жидкости, и внутреннюю зону для потока очищенной жидкости, подаваемой из камеры в виде рецикла, отличающийся тем, что вертикальная перегородка закреплена на входе входного патрубка с возможностью вращения.The technical result is achieved in that the cylinder-conical hydrocyclone containing a drain pipe and an inlet pipe, a chamber mounted on the drain pipe, and the inlet pipe is provided with a vertical partition dividing it into an external zone for the flow of the cleaned liquid, and an internal zone for the flow of the cleaned liquid supplied from the chamber in the form of a recycle, characterized in that the vertical partition is fixed to the entrance of the inlet pipe with the possibility of rotation.

Вращение вертикальной перегородки позволяет сохранять прямую пропорциональную зависимость отношения расходов очищенной и очищаемой жидкостей к площадям внутренней и внешней зон патрубка при варьировании расходов очищаемой жидкости и части очищенной жидкости в виде рецикла. Таким образом, в каждом конкретном случае, зная степень загрязнения исходной - очищаемой - жидкости, можем настроить гидроциклон на необходимую - заданную - степень очистки путем изменения с помощью дросселей, установленных на соответствующих участках трубопроводной обвязки, соотношения расходов очищаемой жидкости и очищенной жидкости в виде рецикла, подаваемых соответственно во внешнюю и внутреннюю зоны, без изменения конструкции гидроциклона и остановки его работы для переналадки, что существенно увеличивает время работы аппарата без простоя, а значит и повышает производительность.The rotation of the vertical partition allows you to maintain a direct proportional relationship between the ratio of the costs of the cleaned and cleaned liquids to the areas of the inner and outer zones of the nozzle with varying flow rates of the cleaned liquid and part of the cleaned liquid in the form of a recycle. Thus, in each case, knowing the degree of contamination of the source - the cleaned - liquid, we can set the hydrocyclone to the necessary - preset - degree of purification by changing, with the help of chokes installed in the corresponding sections of the piping, the ratio of the costs of the cleaned liquid and the cleaned liquid in the form of a recycle supplied respectively to the external and internal zones, without changing the design of the hydrocyclone and stopping its operation for readjustment, which significantly increases the operating time of the apparatus without With downtime, which means it improves productivity.

Изменение площадей выходного сечения входного патрубка в зависимости от соотношения расходов очищаемой жидкости, подаваемой во внешнюю зону, и очищенной жидкости (фугата), подаваемой во внутреннюю зону, позволит настраивать гидроциклон на заданную степень очистки конкретной суспензии или эмульсии, особенно при наличии в очищаемой жидкости тонкодисперсных фракций. При увеличении с помощью дросселя расхода очищенной жидкости, подаваемой в виде рецикла во внутреннюю зону, положение перегородки меняется таким образом, что площадь внутренней зоны увеличивается, а внешней уменьшается. Уменьшение внешней зоны течения жидкости в гидроциклоне приводит к сокращению пути и времени осаждения частиц, которое станет меньше времени их пребывания в гидроциклоне. Таким образом, тонкодисперсная фракция успеет в центробежном поле дойти до стенки гидроциклона и осесть в песковом патрубке, что способствует увеличению степени очистки очищаемой жидкости от частиц или капель дисперсной фазы.Changing the area of the outlet cross section of the inlet pipe depending on the ratio of the flow rate of the cleaned liquid supplied to the external zone and the cleaned liquid (centrate) supplied to the internal zone will allow you to adjust the hydrocyclone to a given degree of purification of a particular suspension or emulsion, especially if there are fine particles in the cleaned liquid fractions. When using a throttle, the flow rate of the purified liquid supplied in the form of a recycle to the inner zone increases, the position of the septum changes so that the area of the inner zone increases and the outer decreases. A decrease in the external zone of the fluid flow in the hydrocyclone leads to a reduction in the path and time for the deposition of particles, which will become shorter than the time they remain in the hydrocyclone. Thus, the finely dispersed fraction has time to reach the wall of the hydrocyclone in a centrifugal field and settle in the sand nozzle, which increases the degree of purification of the liquid being purified from particles or droplets of the dispersed phase.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема гидроциклона, на фиг. 2, 3, 4 - сечение А-А на фиг. 1 в различных рабочих положениях, на фиг. 5 - вид Б-Б на входной патрубок фиг. 2.In FIG. 1 is a schematic diagram of a hydrocyclone; FIG. 2, 3, 4 - section AA in FIG. 1 in various operating positions, in FIG. 5 is a view of BB on the inlet pipe of FIG. 2.

Гидроциклон состоит из цилиндроконического гидроциклона 1 с входным 2, сливным 3 и песковым 4 патрубками. На сливном патрубке 3 установлена камера 5, а входной патрубок 2 соединен с насосом 6 трубопроводом 7 с дросселем 8. Гидроциклон содержит также емкость 9 для сбора шлама и емкость 10, в которую подается извне и из которой забирается насосом 6 очищаемая жидкость.The hydrocyclone consists of a cylindrical-conical hydrocyclone 1 with inlet 2, drain 3 and sand 4 nozzles. A chamber 5 is installed on the drain pipe 3, and the inlet pipe 2 is connected to the pump 6 by a pipe 7 with a throttle 8. The hydrocyclone also contains a tank 9 for collecting sludge and a tank 10, which is supplied from the outside and from which the cleaned pump 6 is taken.

На входном патрубке 2 установлена вертикальная перегородка с возможностью вращения вокруг оси крепления со стороны входа питающего патрубка 14, разделяющая его на внешнюю 15 и внутреннюю 16 зоны. Камера 5 соединена дополнительным насосом 11 через трубопровод 12 и вентиль 13 с внутренней зоной 16 входного патрубка 2, а внешняя его зона 15 - с трубопроводом 7 и дросселем 8.A vertical partition is mounted on the inlet pipe 2 with a possibility of rotation around the axis of attachment from the input side of the supply pipe 14, dividing it into the outer 15 and inner 16 zones. The chamber 5 is connected by an additional pump 11 through a pipe 12 and a valve 13 with the inner zone 16 of the inlet pipe 2, and its outer zone 15 is connected to the pipeline 7 and the throttle 8.

Гидроциклон работает следующим образом.The hydrocyclone works as follows.

Очищаемую жидкость насосом 6 из емкости 10 через дроссель 8 по трубопроводу 7 подают во внешнюю зону 15 патрубка 2, а часть очищенной жидкости из камеры 5 в виде рецикла подают насосом 11 по трубопроводу 12 во внутреннюю зону 16 патрубка 2. При увеличении расхода рецикла очищенной жидкости из камеры 5 дросселем 13, площадь выходного сечения входного патрубка 2 меняется при изменении положения вертикальная перегородка с возможностью вращения вокруг оси крепления со стороны входа питающего патрубка 14, внешняя зона 15 уменьшается. Очищаемая жидкость из внешней зоны 15 входного патрубка 2 попадает в пристенную область цилиндроконического гидроциклона 1. Частицы или капельки дисперсной фазы под действием центробежной силы отбрасываются к стенке и оседают в песковом патрубке 4, откуда периодически удаляется в емкость 9 для сброса шлама.The liquid to be cleaned is pumped from the tank 10 through the throttle 8 through a pipe 7 to the outer zone 15 of the pipe 2, and part of the purified liquid from the chamber 5 is recycled by the pump 11 through the pipe 12 to the inner zone 16 of the pipe 2. With an increase in the recycled flow rate of the purified liquid from the chamber 5 by the throttle 13, the area of the output section of the inlet pipe 2 changes when the vertical partition changes position with the possibility of rotation around the axis of attachment from the input side of the supply pipe 14, the outer zone 15 decreases. The liquid being cleaned from the outer zone 15 of the inlet pipe 2 enters the wall region of the cylinder-conical hydrocyclone 1. Particles or droplets of the dispersed phase are discarded by the action of centrifugal force to the wall and settle in the sand pipe 4, from where it is periodically removed to the tank 9 for sludge discharge.

На фиг. 1, 2, 3, 4 траектория движения очищаемой жидкости показана пунктирной линией, а очищенной, подаваемой на рецикл в виде точек.In FIG. 1, 2, 3, 4, the trajectory of the liquid being cleaned is shown by a dashed line, and the purified one, supplied to the recycling in the form of dots.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить степень очистки жидкости от тонкодисперсных фракций за счет установки во входном патрубке 2 вертикальной перегородки с возможностью вращения вокруг оси крепления со стороны входа питающего патрубка 14. Чем меньше размер частиц или капель дисперсной фазы в очищаемой жидкости, тем больше расход рецикла из камеры 5 и меньше внешняя зона 15. И наоборот, чем больше размер частиц или капель дисперсной фазы в очищаемой жидкости, тем меньше расход рецикла и больше внешняя зона 15. Данное техническое решение позволит быстро переналаживать типовые или стандартные гидроциклоны на конкретную очищаемую жидкость - суспензию или эмульсию и обеспечивать заданную степень очистки путем изменения с помощью дросселей 8,13 расходов очищаемой жидкости и части очищенной жидкости в виде рецикла, подаваемых соответственно во внешнюю 15 и внутреннюю 16 зоны.Thus, the proposed device allows to increase the degree of purification of the liquid from fine fractions due to the installation of a vertical partition in the inlet pipe 2 with the possibility of rotation around the axis of attachment from the inlet side of the supply pipe 14. The smaller the size of the particles or droplets of the dispersed phase in the cleaned liquid, the greater the flow rate the recycle from the chamber 5 and the outer zone 15 is smaller. Conversely, the larger the size of the particles or droplets of the dispersed phase in the liquid being cleaned, the lower the recycle consumption and the larger the outer zone 15. This solution will allow you to quickly re-set standard or standard hydrocyclones to a specific liquid to be cleaned - suspension or emulsion and to provide a given degree of purification by changing with the help of chokes 8.13 the flow rates of the liquid to be cleaned and part of the purified liquid in the form of a recycle, supplied respectively to the external 15 and internal 16 zones .

Claims

A cylindrical hydrocyclone containing a drain pipe and an inlet pipe, a chamber mounted on the drain pipe, the inlet pipe having a vertical partition dividing it into an external zone for the flow of the liquid to be cleaned and an internal zone for the flow of the purified liquid supplied from the chamber as a recycle, characterized in that the vertical partition is fixed to the input of the inlet pipe with the possibility of rotation.