RU40015U1

RU40015U1 - HYDROCYCLONE

Info

Publication number: RU40015U1
Application number: RU2004107670/22U
Authority: RU
Inventors: И.Л. Артюхов; И.Н. Ким
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2004-08-27

Abstract

Полезная модель предназначена для разделения жидких неоднородных систем на фракции в частности к аппаратам для механической очистки дисперсионных систем, например суспензий, и может применяться в пищевой, химической, нефтеперерабатывающей промышленности при очистке природных и сточных вод. Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус с тангенциально подводящим и шламовым патрубками, крышку корпуса с патрубком отвода осветленной среды, фильтрующий элемент в виде полупроницаемой мембраны, закрепленной в верхней цилиндрической части корпуса с помощью поддерживающего кольца, отбойное устройство, выполненное в виде полого конуса, жестко закрепленного на подвижном штоке, с помощью которого регулируется кольцевой зазор между ним и направляющим элементом, выполненным в виде полого усеченного конуса, плотно прикрепленного большим основанием в нижней части корпуса и сборник шлама. Под действием центробежных, сил за счет разницы удельных весов, происходит разделение суспензии на легкую и тяжелую фракции. Отбойное устройство отражает легкую фракцию в середину потока к мембранному фильтрующему элементу и, одновременно, направляет тяжелые частицы к периферии, а направляющий элемент, в связи с плотным соединением с корпусом, препятствует проходу легкой фракции в сборник шлама и, дополнительно, служит направляющей для тяжелой фракции. Устройство гидроциклона выполнено таким образом, что при его работе не образуются застойные зоны, что упрощает процесс разделения суспензии. Использование мембранного фильтра позволяет повысить срок эксплуатации гидроциклона, т.к. мембранные фильтры, как известно, не засоряются. Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает при абсолютной простоте конструкции надежную и высокоэффективную работу гидроциклона, повышение качества очистки суспензии.The utility model is intended to separate liquid heterogeneous systems into fractions, in particular, to apparatus for mechanical cleaning of dispersion systems, for example, suspensions, and can be used in the food, chemical, and oil refining industries for the treatment of natural and waste waters. The hydrocyclone contains a cylindrical conical housing with tangential inlet and slurry nozzles, a housing cover with a discharge pipe for clarified medium, a filter element in the form of a semi-permeable membrane fixed in the upper cylindrical part of the housing with a support ring, a fencing device made in the form of a hollow cone, rigidly fixed to a movable a rod by means of which an annular gap between it and a guide element is made, made in the form of a hollow truncated cone, tightly attached Olsha base at the bottom of the housing and the collection of sludge. Under the action of centrifugal forces due to the difference in specific gravities, the suspension is divided into light and heavy fractions. The fender device reflects the light fraction in the middle of the flow to the membrane filter element and, at the same time, directs heavy particles to the periphery, and the guide element, due to tight connection with the housing, prevents the passage of the light fraction into the sludge collector and, in addition, serves as a guide for the heavy fraction . The device of the hydrocyclone is designed in such a way that during its operation stagnant zones are not formed, which simplifies the process of separation of the suspension. Using a membrane filter allows you to increase the life of the hydrocyclone, because membrane filters are not known to clog. Thus, the proposed technical solution provides, with absolute simplicity of design, reliable and highly efficient operation of the hydrocyclone, improving the quality of suspension cleaning.

Description

Полезная модель относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем на фракции, в частности к аппаратам для механической очистки дисперсионных систем, например, суспензий и может применяться в пищевой, химической, нефтеперерабатывающей промышленности при очистке природных и сточных вод.The utility model relates to devices for separating heterogeneous liquid systems into fractions, in particular to devices for mechanical cleaning of dispersion systems, for example, suspensions, and can be used in the food, chemical, and oil refining industries for the treatment of natural and waste waters.

Известен гидроциклон для очистки загрязненных систем, например, суспензий, содержащий корпус с тангенциальным питающим патрубком для подачи исходной жидкости, крышку со сливным патрубком и Песковым фильтром (А.С. СССР №1118415, В 04 С 5/22, 1985 г.).Known hydrocyclone for cleaning contaminated systems, for example, suspensions, containing a housing with a tangential feed pipe for supplying the source fluid, a cover with a drain pipe and Sand filter (AS USSR No. 1118415, 04 C 5/22, 1985).

Недостатком данного гидроциклона является низкая эффективность разделения суспензии и то, что в процессе эксплуатации песковый фильтр быстро забивается.The disadvantage of this hydrocyclone is the low efficiency of the separation of the suspension and the fact that during operation the sand filter quickly clogs.

Известен гидроциклон, содержащий корпус с входным патрубком и патрубками выхода осветленной и тяжелой фракций, коническую вставку, размещенную внутри корпуса и снабженную усеченным конусом, примыкающим к меньшему основанию вставки, и центральной трубой, соединенной каналом с наружной поверхностью вставки. Корпус на внутренней поверхности имеет криволинейные винтообразные кондукторы, соединенные с приемником крупной фракции. На внутренней поверхности конической вставки установлены пружинные направляющие, образованные из сжатых циклоид, а патрубок выхода осветленной фракции выполнен в виде эластичной вставки конической формы с виброловушками на внутренней ее поверхности в виде "ласточкина гнезда", которые соединены выпуклой трубой с приемником мелкой фракции твердых частиц (патент РФ. №2167002, В 04 С 5/08, 2001 г.).Known hydrocyclone containing a housing with an inlet pipe and outlet pipes for clarified and heavy fractions, a conical insert placed inside the housing and provided with a truncated cone adjacent to the smaller base of the insert, and a central pipe connected by a channel to the outer surface of the insert. The housing on the inner surface has curved helical conductors connected to a coarse fraction receiver. Spring guides formed from compressed cycloids are installed on the inner surface of the conical insert, and the clarified fraction outlet pipe is made in the form of an elastic conical shape insert with vibration traps on its inner surface in the form of a “swallow’s nest", which are connected by a convex pipe to the receiver of the fine fraction of solid particles ( RF patent No. 2167002, 04 C 5/08, 2001).

Недостаток данного гидроциклона в том, что он конструктивно перегружен, что создает застойные зоны и негативно отражается на качестве The disadvantage of this hydrocyclone is that it is structurally overloaded, which creates stagnant zones and negatively affects the quality

разделения суспензии, кроме того, не решена доочистка осветленной фракции.separation of the suspension, in addition, the post-treatment of the clarified fraction has not been resolved.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является гидроциклон, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубками отвода легкой и тяжелой фракций, фильтрующим элементом, наружная часть которого снабжена сплошной ворсистой цилиндрической поверхностью, образованной игольчатыми элементами (патент РФ №2180272, В 04 С 5/12, 9/00, 2002 г.).The closest in technical essence to the claimed device is a hydrocyclone containing a housing with a tangential inlet pipe, branch pipes for removing light and heavy fractions, a filter element, the outer part of which is provided with a continuous fleecy cylindrical surface formed by needle elements (RF patent No. 2180272, 04 04 C 5 / 12, 9/00, 2002).

Недостатком данного гидроциклона является низкая эффективность разделения суспензии, а также непродолжительный срок службы фильтрующего элемента из-за быстрого забивания его микрочастицами.The disadvantage of this hydrocyclone is the low separation efficiency of the suspension, as well as the short life of the filter element due to its rapid clogging with microparticles.

Задача заявляемой полезной модели - повышение эффективности разделения дисперсионных систем и качества их очистки.The objective of the claimed utility model is to increase the efficiency of separation of dispersion systems and the quality of their cleaning.

Поставленная задача решается тем, что гидроциклон, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, патрубками отвода легкой и тяжелой фракций и фильтрующий элемент, согласно полезной модели, нижняя часть корпуса снабжена отбойным устройством, жестко закрепленным на подвижном штоке, и направляющим элементом, а фильтрующий элемент выполнен в виде полупроницаемой мембраны, закрепленной в верхней части корпуса; дополнительно гидроциклон снабжен сборником шлама.The problem is solved in that the hydrocyclone containing a housing with a tangential inlet pipe, branch pipes for withdrawing light and heavy fractions and a filter element, according to a utility model, the lower part of the body is equipped with a fender device, rigidly mounted on a movable rod, and a guide element, and the filter element is made in the form of a semi-permeable membrane fixed in the upper part of the housing; In addition, the hydrocyclone is equipped with a sludge collector.

Выбранная цилиндроконическая форма гидроциклона обеспечивает ускорение винтообразного вращения потока суспензии в его конической части, в результате чего тяжелые взвешенные частицы под действием центробежных сил отбрасываются к стенке корпуса, теряя при этом кинетическую энергию.The selected cylindrical-conical form of the hydrocyclone accelerates the helical rotation of the suspension flow in its conical part, as a result of which heavy suspended particles are discarded to the wall of the body under the action of centrifugal forces, losing kinetic energy.

Снабжение гидроциклона отбойным устройством и направляющим элементом, выполненных в виде полых конусов, обращенных навстречу друг другу, обеспечивает полное задержание частиц и препятствует проходу осветленной суспензии в сборник шлама. The supply of a hydrocyclone with a breaker device and a guiding element made in the form of hollow cones facing each other provides complete particle retention and prevents the passage of the clarified suspension into the sludge collector.

Отбойное устройство отражает легкую фракцию в середину потока к мембранному фильтрующему элементу и, одновременно, направляет тяжелые частицы к периферии, а направляющий элемент, в связи с плотным соединением с корпусом, препятствует проходу легкой фракции в сборник шлама и, дополнительно, служит направляющей для тяжелой фракции.The fender device reflects the light fraction in the middle of the flow to the membrane filter element and, at the same time, directs heavy particles to the periphery, and the guide element, due to tight connection with the housing, prevents the passage of the light fraction into the sludge collector and, in addition, serves as a guide for the heavy fraction .

Использование мембранного фильтра позволяет повысить срок эксплуатации гидроциклона, т.к. мембранные фильтры, как известно, не засоряются.Using a membrane filter allows you to increase the life of the hydrocyclone, because membrane filters are not known to clog.

Снабжение гидроциклона мембранным фильтрующим элементом позволяет провести доочистку осветленной среды от микрочастиц, что повышает качество очистки.The supply of a hydrocyclone with a membrane filter element allows post-treatment of the clarified medium from microparticles, which improves the quality of cleaning.

Подвижный шток позволяет регулировать кольцевой зазор между отбойным устройством и направляющим элементом в зависимости от физико-химического состава разделяемой среды.The movable rod allows you to adjust the annular gap between the breaker device and the guide element, depending on the physico-chemical composition of the shared medium.

Устройство гидроциклона выполнено таким образом, что при его работе не образуются застойные зоны, что упрощает процесс разделения суспензии.The device of the hydrocyclone is designed in such a way that during its operation stagnant zones are not formed, which simplifies the process of separation of the suspension.

На фиг. показан продольный разрез гидроциклона.In FIG. shows a longitudinal section of a hydrocyclone.

Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус 1 с тангенциально подводящим 2 и шламовым 3 патрубками, крышку 4 корпуса 1 с патрубком 5 отвода осветленной среды, фильтрующий элемент 6 в виде полупроницаемой мембраны, закрепленный в верхней цилиндрической части корпуса 1 с помощью поддерживающего кольца 7, отбойное устройство 8, выполненное в виде полого конуса, жестко закрепленного на подвижном штоке 9, с помощью которого регулируется кольцевой зазор 10 между ним и направляющим элементом 11, выполненным в виде полого усеченного конуса, плотно прикрепленного большим основанием в нижней части корпуса 1 и сборник шлама 12.The hydrocyclone contains a cylindrical conical housing 1 with a tangential inlet 2 and a slurry 3 nozzles, a cover 4 of the housing 1 with a nozzle 5 for removal of clarified medium, a filter element 6 in the form of a semipermeable membrane, mounted in the upper cylindrical part of the housing 1 using a support ring 7, a breaker device 8, made in the form of a hollow cone, rigidly fixed on the movable rod 9, with which the annular gap 10 between it and the guide element 11, made in the form of a hollow truncated cone, is tightly fixed attached to a large base in the lower part of the housing 1 and the collection of sludge 12.

Гидроциклон работает следующим образом.The hydrocyclone works as follows.

Исходная суспензия через подводящий 2 патрубок под напором поступает в корпус 1, где она винтообразно перемещается вниз, ускоряя свое вращение в конусной части корпуса 1. В результате действия центробежных сил, из-за разных удельных весов, суспензия разделяется на легкую и тяжелую фракции. Тяжелые частицы ударяются о стенки корпуса 1, теряя при этом кинетическую энергию, движутся нисходящим вращательным потоком к направляющему элементу 11, проходя через кольцевой зазор 10 и через шламовый патрубок 3 в сборник шлама 12. Осветленная часть суспензии направляется в центр потока и отражается отбойным устройством 8 к мембранному фильтрующему элементу 6, проходя через который освобождается от микрочастиц, и поступает в полость крышки 4, откуда уходит через патрубок отвода 5 осветленной среды.The initial suspension through the inlet 2 pipe under pressure enters the housing 1, where it moves helically downward, accelerating its rotation in the conical part of the housing 1. As a result of the action of centrifugal forces, due to different specific weights, the suspension is divided into light and heavy fractions. Heavy particles hit the walls of the housing 1, while losing kinetic energy, move in a downward rotational flow to the guide element 11, passing through the annular gap 10 and through the slurry pipe 3 to the sludge collector 12. The clarified part of the suspension is directed to the center of the stream and is reflected by the fencing device 8 to the membrane filtering element 6, passing through which it is freed from microparticles, and enters the cavity of the lid 4, from where it leaves through the branch pipe 5 of the clarified medium.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает при абсолютной простоте конструкции надежную, высокоэффективную работу гидроциклона и повышение качества очистки суспензии.Thus, the proposed technical solution provides, with absolute simplicity of design, reliable, highly efficient operation of the hydrocyclone and improving the quality of suspension cleaning.

Claims

A hydrocyclone containing a housing with a tangential inlet pipe, branch pipes for removing light and heavy fractions and a filter element, characterized in that the lower part of the body is equipped with a breaker device, rigidly mounted on a movable rod, and a guide element, and the filter element is made in the form of a semi-permeable membrane fixed in the upper part of the body, an additional hydrocyclone is equipped with a sludge collector.