SU1183185A1 - Динамический гидроциклон - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике разделения неоднородных сред, в частности к гидроциклонам, и может быть использовано.на предприятиях промышленности строительных мате- 5 риалов, в энергетике, химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения твердой ,0 и жидкой фаз и снижение гидравлического сопротивления.

На фиг. 1 показан гидроциклон, общий вид; на фиг. 2 - то же,.вид сверху; на фиг. 3 - разрез Л-А на *5

' фиг. 1.

•Динамический гидроциклон содержит цилиндрический корпус 1, соединенный усеченным конусом' 2 с цилиндрической камерой 3 и крышкой 4 со сливным 20 патрубком 5, снабженным в верхней часта тангенциальным патрубком 6 для вывода осветленной жидкости, в нижней части корпус соединен с конусным днищем 7, имеющим 25 центральное’ отверстие с песковым патрубком 8 для непрерывного удаления сгущенной фракции. К цилиндрическому корпусу 1 тангенциально примыкает входной патрубок 9, а к 30 центральной части корпуса ниже входного патрубка установлен стол 10 с параболическим конусом 11, Пространство цилиндрической части корпуса, находящееся над столом, является з₅ вихревой камерой 12. Сливной патрубок 5 в нижней своей части снабжен юбкой 13, выполненной в виде направляющих тангенциальных лопастей для уменьшения гидравлического со- до противления. В сливном патрубке соосно установлена центральная труба 14, которая в нижней части снабжена конической насадкой 15, а в верхней части соединена с воздушным 45 эжектором 16. Эта труба относительно корпуса циклона закреплена по классу скользящей посадки с сальниковым уплотнением и имеет возможность вертикального перемещения по 50 оси гидроциклона.

Динамический гидроциклон работает следующим образом.

Исходная суспензия, например технические сточные воды, содержащие 55 твердые частицы песка и нефтепродукты, через тангенциальный входной патрубок 9 поступает в вихревую камеру 12. Здесь под действием центробежных сил струя суспензии прижимается к стенкам и движется вдоль них по спирали. Вследствие вращательного движения потока в камере создается картина, характерная для физического вихря, т.е. значительное разрежение в центре камеры и наличие градиента давления в ее поперечном сечении. Одновременно поток суспензии движется от периферии к центру по спирали Архимеда, так как подача суспензии осуществляется от периферии; а отводится по центру гидро циклона.

В соответствии с профилем скорости струи суспензии в тангенциальном направлении в структуре физического вихря выцеляют две области течения: периферийную - квазипотенциального движения, в котором одни слои суспензии проскальзывают относительно других, и центральную - квазитвердого движения, которая вращается как жесткий ротор.

Поток суспензии в вихревой камере направляется от периферии к центру, по спирали Архимеда. Твердые частицы плотность которых больше плотности несущей жидкости, попадая в центральную зону, вращающуюся как жесткий ротор, мгновенно из нее выбрасываются в периферийную область, в которой под действием центробежных сил этот процесс усиливается и развивается, в результате чего они полностью отбрасываются и прижимаются к стенке вихревой камеры. Далее под действием силы тяжести эти частицы постепенно сползают вместе с пристенным слоем суспензии вниз и через кольцевой зазор попадают в конусное днище 7 и удаляются из гидродиклона через выходной патрубок 8.

Стол 10 параболическим конусом 11 в процессе разделения стабилизирует вихрь и предохраняет от возмущений ту часть жидкости, которая находится в конусном днище 7 ниже стола.

Поток суспензии в вихревой камере движется от периферии к центру по спирали Архимеда, захватывает твердые частицы или нефтепродукты, плотность которых равна или меньше несущей жидкости, и сносит их в центральную зону. Этому способствуют и центробежные силы, под дейст3

1183185

4

вием которых на периферию отбрасываются более плотные частицы, а в центре - более легкие.

Далее при движении суспензии (вода и легкая фракция) вверх она 5

попадает в расширяющуюся часть, выполненную в виде конуса 2, где с увеличением радиуса уменьшается ее скорость вращения, а следовательно, и действие на частицы центро- 10 бежных сил. В результате этого более легкая фракция формируется в так называемый жгут. В этой зоне и устанавливается труба 14 для ее отсоса. ^5

Под действием напряжений, обусловленных наличием градиента скорости, возникающего в результате вращения вязкой жидкости вокруг трубы 14, в ней возникают поперечные капряже- 20 ния, благодаря чему шлам течет внутрь и поднимается вверх по трубе 14 в направлениях, противоположных центробежным и гравитационным силам. Воздушный эжектор 16 усили- 25 вает этот эффект и удаляет шлам из гидроциклона. В этом процессе коническая насадка 15 служит для того, чтобы забирать самый концентрированный шлам из центральной части. 30

Осветленная жидкость продолжает вращаться, поднимается вверх и через ^! сливной патрубок 5 и выходной патрубок 6 отводится из гидроциклона. За счет выполнения юбки 13 сливного патрубка в виде тангенциальных направляющих лопастей, основная часть жидкости забирается из центра гидроциклона, где она является практически чистой, а часть жидкости, которая поступает в сливной патрубок 5 из периферии, содержит некоторое количество тяжелых частиц, при этом направляющие лопасти усиливают крутку жидкости, в результате чего твердые частицы отбрасываются центробежными силами к стенке корпуса и опускаются в нижнюю часть аппарата.

Предлагаемая кдкструкция гидроциклона создает условия развития процесса физического вихря по всему сечению вихревой камеры с образованием в ее центре зоны квазитвердого вращения, которая отбрасывает частицы твердой фазы, плотность которых выше плотности⁴очищаемой жидкости, к стенкам вихревой камеры. Эти частицы под действием силы тяжести сползают в кольцевой зазор и удаляются из гидроциклона. Более легкие , твердые частицы затягиваются в центр вихря, концентрируясь в виде конуса над столом, и отсасываются через центральную трубу воздушным эжектором из аппарата, что в комплексе и обеспечивает высокую степень разделения .обрабатываемой жидкости.

1183185

4

Φυι2

1183185.

Л-А

φυ».3

Claims (2)

1. ДИНАМИЧЕСКИЙ ГИДРОЦИКЛОН, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком

и осевым песковым патрубком, примыкающий меньшим основанием к корпусу усеченный конус с верхней цилиндрической камерой, в которой расположен сливной патрубок, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности.разделения твердой и жидкой фаз и снижения гидравлического сопротивления, корпус снабжен столом с расположенным в центре обтекателем в виде параболического конуса и установленной над ним центральной трубой с конической насадкой на конце, при этом стол размещен ниже входного патруб- § ка, а коническая насадка расположена в усеченном конусе.

2, Гидроциклон по π. 1, отличающийся тем, что сливной патрубок снабжен в нижней части юбкой, выполненной в виде тангенциальных направляющих лопастей.

зи „„1183185

ϊ 1183185 2