SU1060230A1 - Способ гидроциклонной сепарации жидкости - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ГИДРОЦИКЛОННОЙ СЕПАРАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийс  в отсосе очищенной жидкости по касательной к восход щему столбу на сливе гидроциклона, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  качества разделени  и производительности , отсос осуществл ют при отрицательном статическом напоре Ру , определ емом равенством Р - 0,03 Р где р - давление на входе гидроциклона . 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что очищенную жидкость смешивают с воздухом, засасываемом из атмосферы инжектором.

Description

изобретение отйоситс  к металлообрабатывающей , металлургической, химической, горнорудной, пищевой и другим отрасл м промышленности и предназначено дл  центробежного разделени  неоднородных систем, а более конкретно дл  центробежного разделени  твердой и жидкой фаз суспензии с использованием гидроциклонов . Известен способ разделени  суспензий , при котором жидкость подает с  в гидроциклон определенным давлением Р,| , а на выходе очищенна  жидкость сливаетс  при статическом давлении р„ , равном нулю ij . При таком способе подачи суспензии и отвода очищенной жидкости возникает неустойчивый гидродинамический режим работы гидроциклона, так как при нулевом выходном статическом напоре на сливе вращающиес  восход щий и циркул ционный потоки чувствительны-к малейшим возмущающи факторам (изменению в процессе сепа рации примесей, неточности изготовлени  отдельных частей гидроциклона наличию пульсации входного давлени  Pf, износу гидроциклона, неравномерноглу засасыванию воздуха из шпам вого отверсти  и из нисход щего пет ка и др. . При подъеме восход щего потока и его вращении тер етс  част энергии. В итоге эффективность разд лени  суспензии, как правило, недос таточна. Кроме того, при работе гид роциклонной. системы возрастает температура жидкости, что нежелательно особенно при использовании смазочно о.хлаждаюиих жидкостей на операци х ишифовани . . ЙзвеЬ-рен также способ сепарации жидкостей, заключающийс  в том, что на сливе гидроциклона устанавливает противодавление Р (0,1-0,2)р-. В результате гидроциклон обеспечивает более высокое качество очистки , так как гидродинамический режим работы становитс  устойчивым 12 . Однако производительность гидроциклона Q при наличии противодавлен резко снижаетс , а отход шламового продукта ctjy, возрастает. Повыц1аетс  и температура сепарируемой жидкости из-за компрессии ее в насосе, трени  о стенки гидроциклона и пр. наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ гид роциклонной сепарации, заключающийс  в отсосе очищенной жидкости по касательной к восходаШёму, столбу на сливе гидроциклона 13 . Однако из-за отсутстви  рекомендаций по выбору оптимальных значени Р и Рд и соотношений мелщу ними использование известного способа гидроциклонной сепарации жидкостей затруднено. Например, при чрезмерно большом отрицательном статическом напоре в сливной ветви в гидроциклоне может возникнуть  вление сифона и качество разделени  ухудшаетс , а при малом отрицательном статическом напоре гидродинамический режим работы гидроциклона неустойчивый и не обеспечиваетс  требуемое качество разделени . Не всегда отсос очищенной, жидкости непосредственно из сливного патрубка или из сливной камеры  вл етс  эффективньм. Кроме того, возрастание температуры сепарируемой жидкости неизбежно. Цель изобретени  - повышение качестэа разделени  и производительности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, заключающемус  в отсосе очищенной жидкости по касательной к восход щему Столбу на сливе гидроциклона, отсос осуществл ют при отрицательном статическом напоре Ej , определ емом равенством 2 - 0,03 р , где Р - давление на входе гидроциклона . Целесообразно очищенную жидкость смешивать с воздухом, засасываемым из атмосферы инжектором. На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 - устройство, вид серху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - график зависимости изменени  степени очистки С г производительности гидроциклона . Q и отхода адламового продукта оСщ в зависимости от режимов сепарации жидкости. Гидроциклон содержит входной тангенциальный патрубок 1, цилиндрокрничаский корпус 2, песковый шламовый ) 3 и промежуточный сливной 4 патрубки, слитную камеру 5, сливной тенгенциальный патрубок б, на котором встроен инжектор 7, представл ющий собой несколько изогнутых трубок одни расшир ющиес  концы которых сообщаютс  с атмосферой, а другие - с потоками жидкости и направлены вдоль потоков последней. Причем трубки инжектора располагаютс  в несколько р дов (на фиг. 1 показан только один р д. Гййроциклон работает следующим образом. Исходную суспензию подают по тангенциа7№ному входному патрубку Тфиг-. ly под давлением р.. в цилиндро-конический корпус 2. Механические примеси за счет центробежных сил отбрасываютс  в нисход щем потоке (показанном в виде траекторий движени  частиц жидкости) к стенкам гидроциклона и уход т вместе с небольырй частью жидкости Q m в шламовое отверстие 3 наружу. Основна  часть очищенной жидкости, продолжа  вращатьс  в восход щем потоке траектории показаны на ,. :фиг. 1) , направл етс  через проме:жуточнь-тй сливной патрубок 4 в слив |Ную камеру 5, а затем отсасываетс  :через тангенциальный сливной/патру бок б наружу (к протребителю или в емкость дл  очищенной ;}сидкости) . Отсос очищенной жидкости происходи по касательной к восход щему столбу , в результате чего вращающа с  жидкость раскручиваетс  на сливе, а не .тормозитс  как в обычных гидроциклонах , что позвол ет увеличить вращающий момент в восход щем потоке. При отсутствии эффекта торможени  жидкости в восход щем потоке последний вращаетс  более интенсивно, заставл   тем самым вращатьс  и циркул ционный поток,, .поэтому мелка  фракци  механических примесей продолжает раздел тьс  в восход щем и циркул ционном потока и эффективность сепарации повышает Обычно гидроциклоны и батареи гидроциклонов монтируютс  над бака ми дл  исходной и очищенной жидкос ти, а сливные патрубки (трубопрово ды б, соединённые со сливными кам рами, гидроциклонов или батареей гид роциклонов,опускаютс  в емкости дл  очищенной жидкости. Отсос очищенной j жидкости из сливной камеры может быть легко осуществим за счет падени  струи .в слив ном патрубке {трубопроводе ) б / в ко тором образуетс  разрежение. Если сливной трубопровод опущен слишком низко, то в трубопроводе б и : сливн камере 5 может возникнуть большое разрежение, а в гидроциклоне -  вле ние сифона,, в результате эффективность разделени  суспензий снижаетс При Значительном уменьшении высоты опускани  слив ого трубопровода про , тиводавление на сливе;гидроциклона приближаетс  к нулю. Гидродинамический режим работы гидроциклона вновь становитс  неустойчивым и качество сепарации жидкости вновь ухудшаетс . Поэтому на сливе гидроциклона должен быть установлен оптимальный отрицательный статический напор, с целью обеспечени  которого при отсосе жидкости из слийной камеры гидроциклона в сливном патрубке б предусмотрен инжектор 7 (фиг. 1 и 2). Атмосферный воздух за счет инфекционного эффекта всасываетс  через трубки инжектора 7 внутрь трубопровода б и сообщаетс  с потоками очищенной жидкости.. При значительном опускании tpy6oпроводов б дл  исключени   влени  сифона большее количество трубок инжектора 7 должно сообщатьс  с атмосферой. При малой высоте опускани  сливного трубопровода б (дл  создани  требуемого разрежени ) часть тоубок инжектора должна заглушатьс  (например, пробками). Таким образом, путем перекрыти  трубок инжектора при любой длине опускани  сливного трубопровода можно легко установить требуемую величину отрицательного статического напора на сливе гидроциклона или батареи гидроциклонов и обеспечить высокое качество сепарации. Так как в большинстве случаев при сепарации жидкость нагреваетс  (особенно на операци х абразивноалмазной обработки), то ее необхо димо охлаждать, что также достигает с  путем применени  инжекторов. Так как атмосферный воздух всасываетс  через расшир ющиес  концы трубок и проходит в дальнейшем через сужающиес  части, то в местах сужени .он ускор ет движение (отдает часть энергии), в результате чего охлаждаетс  и, смепмва сь с потоками очищенной жидкости, как бы вентилирует последнюю, охлажда  ее. Снижение температуры зависит от количества работающих трубок инжектора, температуры атмосферного воздуха, исходной температуры жидкости. Вентил ци  жидкости способствует удлинению срока ее службы.. . эффективность разделени  суспензий при использовании любых способов зависит от режимов сепарации. Результаты испытаний сведены в таблицу Так, например, максимальноезначение степени очистки (как пока- . зали экспериментальные исследовани  достигаетс  при положительном противодавлении Р 0,148 Рд (см. табл. и фиг 3), т.е. при рекомендуемом соотношении Р и Р, причем его соотношени-е справедливо с любыми Р в любых гидроциклонах. Однако в данном случае падает производительность и возрастает отход шламового продукта. При свободном сливе очищенной жидкости из гидрО1диклона (например, дл  гидроциклонов 60 мм при Р 250 кПа, Р„ 0) степень очистки составл ет 36%, производительность Q 81,5 л/мин и отход шламового продукта flfrt, 2-3%. С возрастанием по абсолютной величине отрицательного статического напора на сливе гилроциклона до Р /-р,05 .-Уч (т.е. с использованием принудительного отсоса очищенной

жидкости по касательной к восход щему столбу) гидродинамический режим работы аппарата стабилизируетс  степень очистки возрастает до 95,5%, производительность Q - до 82 л/мин, а отход шламового продукта сокращаетс  до 1,4 %. Лучшее качество разделени  обеспечиваетс  при Р -8 т.е. при Р 2-0,03 Р|. В этом случае f 97%..производительность Q 84 л/мин и отход

шламового продукта . Дальнейшее возрастание отрицательного

;статического напора на сливе гидроциклона вновь приводит к ухудшению

iкачества разделени  суспензии (табл. и фиг. S) . Полученные законо Мерности Г, Q  1м справедливы дл 

гидроцйклонов любого диаметра.

Таким образом, благодар  найденным оптимальным соотношени м i между давлени ми на входе Р выходе (т.е. РЗ -0,03 Р;,) при использовании отсоса очищенной жидкости на сливе гидроциклона по

касательной к восход щему .столбу качество и производительность очистки , как показали исследовани , повышаютс  примерно на 25%, а отход шламового продукта сокращаетс  до 0,. Использование энергии падающей струи жидкости на сливе гидроциклона дл  обеспечени  отсоса сепарируемой жидкости значительно упрощает конструкцию гидроциклон0 ной установки. Наличие инжектора на сливном тангенциальном патрубке гидроциклона, засасывающего атмосферный воз,цух и служащего дл  регулировани  качества разделени  сус5 пензии, способствует интенсивному перемешиванию потоков жидкости с воздухом и уменьшению температуры очищенной . жидкости (примерно на ), что положительно сказываетс 

0 на эффективности дсшьнейшего использовани  последней, особенно на операци х абразивно-алмазной обработки заготовок в металлообрабатывающей промышленности.

72,5

-14

00

79,5 -18

82 - 5

80

О82 ,5

20

83,5

30

82,5

45

95

-12

50

97

-8

95,5

-5

86

О

93

30

94

36

93 85

50

-14

00

94

-10

92 83,5

-5 О

О,Г

0,25

1,5

2,3

2,5

3,3

4,1

0,16

0,7

1,4

2,2

3,0

3,2

4,. О 0,12

0,20

1,3 2,0

Claims (2)

1. СПОСОБ ГИДРОЦИКЛОННОЙ СЕПАРАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийся в отсосе очищенной жидкости по ка-~ сательной к восходящему столбу на сливе гидроциклона, о Сличающийся тем, что, с целью повышения качества разделения и производительности, отсос осуществляют при ^Р2 ' где отрицательном статическом напоре определяемом равенством ^Р2

- давление на циклона.

2. Способ по π. 1, ю щ и й с я тем, что о,03 Р₄ · входе гидро* о т л и ч а очищенную жидкость смешивают с воздухом, засасываемом йз атмосферы инжектором. S ι ®

Аг

Фиг.1 pf ьо СФ

801P2

1 10Q0230 использованием гидро10 способ разделения сускотором жидкость подает-