RU2018370C1

RU2018370C1 - Hydrocyclone

Info

Publication number: RU2018370C1
Authority: RU
Inventors: Б.Х. Таиров; В.И. Хайдакин
Original assignee: Таиров Борис Хусаинович
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: concentration of minerals. SUBSTANCE: hydrocyclone has cylindrical section 1, cylindrical-conical section 2 and industrial product discharge chamber 3 disposed between sections of hydrocyclone in axial alignment with them. Chamber 3 has discharge branch pipe 4. Helical channel 5 communicates section 1 with section 2 and has radius of curvature smoothly decreasing from section 1 to section 2. Basic mixture is delivered into section 1, where it is exposed to the action of centrifugal force and is separated into light and heavy fractions. Light fraction is discharged through sleeve 7 and branch pipe 8. Heavy fraction is passed through channel 5 to be delivered into section 2. While flowing through channel 5, the mixture is separated into layers, which are completely separated in section 2 into industrial product discharged through sleeve 9 and branch pipe and heavy product discharged through branch pipe 10. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике обогащения полезных ископаемых, предназначено для разделения сыпучих материалов по плотности и крупности на три и более продукта и может быть использовано в угольной, горной и других отраслях промышленности. The invention relates to techniques for mineral processing, is intended for the separation of bulk materials by density and fineness into three or more products and can be used in coal, mining and other industries.

Известен гидроциклон, состоящий из цилиндроконического корпуса, питающего патрубка, сливного и пескового патрубков, цилиндрической перегородки с винтовым каналом и секторным вырезом, в котором размещена с возможностью вертикального перемещения секторная вставка [1]. Known hydrocyclone, consisting of a cylindrical conical housing, a supply pipe, a drain and sand pipes, a cylindrical partition with a screw channel and a sector cut, which is placed with the possibility of vertical movement sector insert [1].

Недостатком этого гидроциклона является низкая эффективность разделения сыпучих кусковых полезных ископаемых. The disadvantage of this hydrocyclone is the low separation efficiency of bulk lumps of minerals.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубками вывода осветленной и сгущенной фракций, напорную и сепарирующую камеры, разделенные между собой цилиндрической секцией в виде двухходового спирально-винтового канала, при этом вход одного из каналов соединен с периферией напорной камеры, а его выход - с центральной частью сепарирующей камеры, вход другого канала соединен с центральной частью напорной камеры, а его выход - с периферией сепарирующей камеры [2]. Known hydrocyclone containing a cylindrical housing with a tangential inlet and outlet pipes of clarified and condensed fractions, pressure and separation chambers, separated by a cylindrical section in the form of a two-way spiral-screw channel, while the entrance of one of the channels is connected to the periphery of the pressure chamber, and the output is with the central part of the separation chamber, the input of another channel is connected to the central part of the pressure chamber, and its output is with the periphery of the separation chamber [2].

Недостатком указанного гидроциклона является низкая эффективность разделения, обусловленная тем, что разделившаяся уже в напорной камере суспензия поступает в сепарирующую камеру так, что периферийные фракции с большей линейной скоростью попадают в центральную часть сепарирующей камеры, где линейная скорость меньше, а фракции центральной части с меньшей линейной скоростью попадают на периферию, где должна быть большая линейная скорость. При этом происходит падение энергии потока и перемешивание уже разделенных фракций, что приводит к ухудшению качества разделяемых продуктов. The disadvantage of this hydrocyclone is the low separation efficiency, due to the fact that the suspension already separated in the pressure chamber enters the separation chamber so that the peripheral fractions with a higher linear velocity fall into the central part of the separation chamber, where the linear velocity is lower and the fractions of the central part with a less linear speed get to the periphery, where there should be a large linear speed. In this case, a drop in the flow energy and mixing of the already separated fractions occurs, which leads to a deterioration in the quality of the separated products.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является цилиндроконический гидроциклон для обогащения угля в тяжелой суспензии [3]. Гидроциклон включает цилиндроконический корпус с удлиненным цилиндрическим отсеком, диафрагму с винтовыми каналами и конусным дном, конический отсек, входной патрубок, патрубки и насадки для разгрузки разделенных продуктов. Closest to the proposed technical essence is a cylinder-conic hydrocyclone for coal enrichment in heavy suspension [3]. The hydrocyclone includes a cylinder-conical body with an elongated cylindrical compartment, a diaphragm with helical channels and a conical bottom, a conical compartment, an inlet pipe, nozzles and nozzles for unloading the separated products.

Недостатком указанного гидроциклона (прототипа) является низкая эффективность разделения, обусловленная тем, что винтовые каналы диафрагмы находятся в проточной части цилиндроконического отсека, тормозят и перемешивают уже разделенный в цилиндрическом отсеке поток пульпы. The disadvantage of this hydrocyclone (prototype) is the low separation efficiency due to the fact that the helical channels of the diaphragm are located in the flow part of the cylinder-conical compartment, inhibit and mix the pulp stream already divided in the cylindrical compartment.

Предлагаемое изобретение представляет собой гидроциклон, содержащий цилиндрический и цилиндроконический отсеки, соединенные одним или несколькими винтовыми каналами с плавно уменьшающимся радиусом кривизны, камеру разгрузки промежуточного продукта, тангенциальный входной, сливные и песковый патрубки, сливные стаканы. Изобретение отличается от прототипа тем, что имеет камеру разгрузки промежуточного продукта, расположенную между цилиндрическим и цилиндроконическим отсеками на одной оси с ними, и тем, что винтовой канал или каналы имеют уменьшающийся радиус кривизны от радиуса цилиндрического отсека до радиуса цилиндроконического отсека. The present invention is a hydrocyclone containing cylindrical and cylindrical conical compartments connected by one or more screw channels with a gradually decreasing radius of curvature, an unloading chamber for the intermediate product, a tangential inlet, drain and sand nozzles, drain glasses. The invention differs from the prototype in that it has an intermediate product discharge chamber located between the cylindrical and cylinder-conical compartments on the same axis with them, and in that the screw channel or channels have a decreasing radius of curvature from the radius of the cylindrical compartment to the radius of the cylindrical-conical compartment.

Изобретение может быть использовано при разделении высокозольных штыбов в угольной промышленности. The invention can be used in the separation of high ash mines in the coal industry.

Исходный материал, попавший вместе с суспензией в гидроциклон, испытывает воздействие центробежной силы на всем пути движения, начиная с цилиндрического отсека, затем в винтовом канале, где центробежные силы увеличиваются, так как радиус кривизны канала плавно уменьшается от радиуса цилиндрического отсека до радиуса цилиндроконического отсека, и в цилиндрическом отсеке. На всем протяжении исходный материал разделяется под действием центробежных сил, поскольку в гидроциклоне нет ни одного прямолинейного участка или участка, имеющего радиус кривизны больше, чем радиус цилиндрического отсека. The starting material, which got into the hydrocyclone together with the suspension, experiences the action of centrifugal force along the entire movement path, starting from the cylindrical compartment, then in the screw channel, where the centrifugal forces increase, since the radius of curvature of the channel gradually decreases from the radius of the cylindrical compartment to the radius of the cylindrical compartment, and in the cylindrical compartment. Throughout the entire length, the starting material is separated by centrifugal forces, since there is not a single straight section in the hydrocyclone or a section having a radius of curvature greater than the radius of the cylindrical compartment.

На фиг. 1 представлен общий вид гидроциклона с разделением исходного материала на три продукта; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - гидроциклон с разделением исходного материала на четыре продукта. In FIG. 1 shows a general view of a hydrocyclone with the separation of the starting material into three products; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 4 - hydrocyclone with the separation of the source material into four products.

Гидроциклон включает корпус, образуемый цилиндрическим 1 и меньшего диаметра цилиндроконическим 2 отсеками, между отсеками на одной оси с ними установлена камера 3 разгрузки промежуточного продукта с разгрузочным патрубком 4. Винтовой канал 5 соединяет цилиндрический и цилиндроконический отсеки. Цилиндрический отсек 1 снабжен питающим тангенциальным патрубком 6, сливным стаканом 7 и патрубком 8 разгрузки легкого продукта. Цилиндроконический отсек 2 снабжен сливным стаканом 9 и песковым патрубком 10. Винтовой канал 5 выполнен с плавно уменьшающимся радиусом кривизны от цилиндрического отсека до цилиндроконического отсека. The hydrocyclone includes a housing formed by a cylindrical 1 and a smaller diameter cylindrical 2 compartments, between the compartments on the same axis there is a chamber 3 for unloading the intermediate product with an unloading nozzle 4. A helical channel 5 connects the cylindrical and cylindrical compartments. The cylindrical compartment 1 is provided with a tangential feed pipe 6, a drain cup 7 and a light product discharge pipe 8. The cylindrical conical compartment 2 is equipped with a drain cup 9 and a sand pipe 10. The helical channel 5 is made with a gradually decreasing radius of curvature from the cylindrical compartment to the cylindrical conical compartment.

Гидроциклон работает следующим образом. The hydrocyclone works as follows.

Исходная смесь (пульпа), состоящая из рабочей среды (вода, суспензия, тяжелая жидкость) и исходного материала, под напором направляется через питающий тангенциальный патрубок 6 в цилиндрический отсек 1, где под действием центробежной силы исходный материал разделяется на две фракции: легкую и тяжелую. Легкая фракция (легкий продукт) удаляется через сливной стакан 7 и патрубок 8; тяжелая фракция, представляющая собой смесь рабочей среды промежуточного и тяжелого продуктов, направляется через винтовой канал 5 и цилиндроконический отсек 2. При перемещении по винтовому каналу 5 происходит разделение смеси на слои различной плотности (крупности), т. е. на продукты разделения, которые окончательно разделяются в цилиндроконическом отсеке 2 на промпродукт, удаляющийся через сливной стакан 9 и патрубок 4, и тяжелый продукт, удаляющийся через песковый патрубок 10. The initial mixture (pulp), consisting of a working medium (water, suspension, heavy liquid) and the starting material, is directed under pressure through the tangential feed pipe 6 into the cylindrical compartment 1, where, under the action of centrifugal force, the starting material is divided into two fractions: light and heavy . The light fraction (light product) is removed through a drain cup 7 and a pipe 8; the heavy fraction, which is a mixture of the working medium of the intermediate and heavy products, is sent through the screw channel 5 and the cylinder-conical compartment 2. When moving along the screw channel 5, the mixture is divided into layers of different density (particle size), i.e., separation products that are finally are separated in the cylinder-conical compartment 2 into the intermediate product, which is removed through the drain cup 9 and the pipe 4, and the heavy product, which is removed through the sand pipe 10.

Расположение камеры разгрузки промпродукта на одной оси с цилиндрическим и цилиндроконическим отсеками необходимо для оптимизации процесса разделения путем направления потока по радиусу, уменьшающемуся от радиуса кривизны цилиндрического отсека до радиуса кривизны цилиндроконического отсека. The location of the industrial product unloading chamber on the same axis as the cylindrical and cylindrical-conical compartments is necessary to optimize the separation process by directing the flow along a radius decreasing from the radius of curvature of the cylindrical compartment to the radius of curvature of the cylindrical compartment.

Винтовых каналов может быть один или несколько и располагаться они могут как внутри камеры разгрузки промпродукта, так и снаружи. There can be one or several screw channels and they can be located both inside the industrial product unloading chamber and outside.

Claims

A HYDROCYCLONE, including coaxial cylindrical and cylindrical conical compartments connected by a screw channel, a tangential inlet, drain and sand nozzle located in the cylinder conical compartment on the same axis as the nozzle for outputting the industrial product, characterized in that the nozzle for outputting the intermediate product is located on the side of the cylindrical compartment this screw channel is made with gradually decreasing from a cylindrical to a cylindrical-conical compartment radius of curvature.