SU887003A1

SU887003A1 - Multihydrocyclone

Info

Publication number: SU887003A1
Application number: SU802916439A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Вайдуков; Николай Иванович Козлов; Николай Иванович Глаголев; Виктор Дмитриевич Кудрявцев
Original assignee: Vajdukov Vladimir A; Kozlov Nikolaj; Glagolev Nikolaj; Kudryavtsev Viktor D
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1981-12-07

Description

стеренчатые пары будут неработоспособны. Наиболее близким к изобретению по технической суииюсти и достигаемому результату вл етс мультигидроциклон, содержащий питающий, коллектор, установленные по оси аппарата одна над другой напорную , сливную и песковую камеры и расположенные вокруг них едииичные сепарирующие элементы с тангенциальными входными патрубками, примыкающими к напорной камере и имеюиц.ми запорные устройства , сливными и Песковыми иатрубками 3. Такой мультигидрониклои работает следующим образом. Через общую питающую камеру исходна суспензи под напором распредел етс посредством тангенциальных входных патрубков но единичным гидроциклонам, где происходит разделение еуспензии со сбором и дальнеищим транспортированием сгущенной и осветленной фракций соответственно через общие песковую и сливную камеры. Сливна и песковые камеры работают без противодавлени со сбросом про- 25 дуктов самотеком. При этом, если требуетс отключить один из единичных гидроциклонов , в мультигидроциклоне нужно перекрыть запорное устройство (вентиль) на входе (на тангенциальном патрубке).зо Открытием вентил единичный гидроциклон снова включаетс в работу. При работе на обычных суспензи х эти операции осуществл ютс просто и легко. В случае забивки одного из единичных гидроцикло- 35 нов со стороны пескового патрубка индивидуальным отключением необходимо прочистить его и снова пустить в работу. Однако известное устройство при работе на суспензи х с твердой фазой, способной 40 к налипанию и слеживаемости имеет существенный недостаток. Этот недостаток про вл етс в том, что в питающих тангенциальных патрубках единичных гидроциклонов в зоне патрубка от питающего коллек- 45 тора до вентил (задвижки) после его закрыти образуетс мертва зона, в которой тверда фаза оседает, слеживаетс и комкуетс , а в момент последующего открыти эта скомковавща с тверда фаза, в лучщем случае, при пуске забивает песковый патрубок единичного гидроциклона, а, в худщем случае, при длительном отключении единичного гидроциклона полностью забивает отросток патрубка до вентил 55 твердой скомковавщейс массой. В качестве примера суспензий с твердой фазой подобного типа можно назвать суспензию комплекса карбамида с парафином, где жидкой фазой вл етс дизельное топ- 50 ливо и бензин, а твердой - комплекс карбамида с парафином. Другим недостатком известного мультигидроциклона вл етс отсутствие на входе в аппарат устройства дл защиты единич- 65 ных гидроциклонов от забивки инородными твердыми включени ми, которые в процессе работы могут забивать нижние несковые патрубки гидроциклонов с меньИ1ИМИ проходными сечени ми. Цель изобретени - повыщение надежности мультигидроциклона в работе за счет предотвращени образовани застойных зон в тангенциальных входиых патрубках . Эта цель ,.с)стигаетс тем, что в питающем торообразиом коллекторе с внутренней его стороны расположены радиальные патрубкн, сообщающие полость его с нанорной камерой, и снаружи таигенциально к коллектору примыкает патрубок подачи исходной суспензии, а тангенциальные входные патрубки единичных гидроциклонов до запорного устройства снабжены циркул циоииыми трубами, примыкающими своим верхним концом к ним снизу в непосредственной близости к запорному устройству, а нижним концом наклонно по ходу движени исходной суспензии к радиальным патрубкам, отход щим от коллектора . Благодар такому конструктивному исполнению осуществл етс вращение исходной суспензии в торообразном коллекторе , где инородные и кусковые агломераты под действием центробежных сил прижимаютс к наружной поверхности, а подача очищенной от них суспензии - через радиальные патрубки в напорную камеру и далее через тангенциальные патрубки на разделение в единичные гидроциклоны, Одновременно при отключении одного из гидроциклонов путем перекрыти вентилей на тангенциальном и сливном патрубках исходна суспензи в тангенциальном патрубке до вентил , име скоростной напор, направл етс по циркул ционной трубе и объедин етс с исходным потоком. Поскольку скоростной напор, имеющий место в тангенциальных патрубках, накладываетс на статический, то давление в верхнем конце циркул ционной трубы будет больще , чем в месте наклонного примыкани ее своим концом к радиальному патрубку по ходу движени суспензии, поэтому образуетс направлепный сверху вниз циркулирующий поток исходной суспензии, исключающий застойную зону в тангенциальном патрубке перед вентилем, и, как следствие этого, исключаетс оседание твердой фазы суспензии, ее слеживаемость и комкование. Таким образом исключаетс нарущение нормального режима работы мультигидроциклона при отключени х единичных гидроциклонов и повторном их включении, обеспечиваетс надежность работы в стационарном режиме. На фиг.. 1 представлен мультигидроциклон , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Edge pairs will be inoperative. The closest to the invention in terms of technical importance and the achieved result is a multihydrocyclone containing a supply, a collector, mounted along the axis of the apparatus one above the other pressure, discharge and sand chamber and located around them are separate separating elements with tangential inlet nozzles adjacent to the pressure chamber and . their locking devices, drain and sand and tubes 3. Such multihydroniclo works as follows. Through the common feed chamber, the initial suspension under pressure is distributed through tangential inlets to single hydrocyclones, where separation of the suspension with collection and long-distance transportation of the condensed and clarified fractions occurs, respectively, through the common sand and drain chambers. Drain and sand chambers operate without backpressure with discharge of the products by gravity. In this case, if it is required to disconnect one of the single hydrocyclones, in the multihydro cyclone it is necessary to close the locking device (valve) at the inlet (at the tangential nozzle). As soon as the valve is opened, the single hydrocyclone is put into operation again. When operating on conventional suspensions, these operations are simple and easy. In the case of driving one of the single hydrocyclones from the side of the sand pipe by individual disconnection, it is necessary to clean it and put it into operation again. However, the known device, when operating on suspensions with a solid phase capable of sticking and caking, has a significant drawback. This disadvantage is manifested in the fact that in the supply tangential nozzles of single hydrocyclones in the nozzle zone from the feed collector to the valve (gate valve) after its closure, a dead zone is formed, in which the solid phase is deposited, tracked and crumpled, and at the time of the subsequent open this skromkovavschcha with solid phase, in the best case, at start-up clogs the sand pipe of a single hydrocyclone, and, in the worst case, with a long shutdown of a single hydrocyclone completely clogs the process of the nozzle to the valve 55 solid omkovavscheys weight. As an example, suspensions with a solid phase of this type can be called a suspension of a complex of carbamide with paraffin, where the liquid phase is diesel fuel and gasoline, and the solid phase is a complex of carbamide with paraffin. Another disadvantage of the known multihydrocyclone is the lack of a device at the entrance to the apparatus for protecting single hydrocyclones from driving with foreign solid inclusions, which during operation can clog the lower non-elbow nozzles of hydrocyclones with small fluorescent sections. The purpose of the invention is to increase the reliability of a multi-hydro cyclone in operation by preventing the formation of stagnant zones in the tangential inlet nozzles. This goal, c) sticks to the fact that radial nozzles are located on its inner side in the feeding toroid-shaped collector, which connects its cavity with the nano chamber, and outside the supply pipe of the initial suspension adjoins the collector, and the tangential inlets of single hydrocyclones are fitted to the locking device circulating tubes adjacent their upper end to the bottom in close proximity to the locking device, and the lower end obliquely along the direction of the initial suspension to the radial th branch pipes extending from the manifold. Due to this design, the initial suspension is rotated in a toroidal collector, where the foreign and lump agglomerates are pressed to the outer surface by the action of centrifugal forces, and the flow of purified suspension through the radial nozzles into the pressure chamber and then through the tangential nozzles for separation into single hydrocyclones At the same time when one of the hydrocyclones is disconnected by shutting off the valves on the tangential and drain pipes of the initial suspension in the tangential pattern ubke to the gate, having a dynamic pressure is directed on the circulation pipe and is combined with the feed stream. Since the velocity head occurring in the tangential nozzles is superimposed on the static pressure, the pressure in the upper end of the circulation pipe will be greater than in the place of its inclined abutment with its end to the radial nozzle as the suspension moves downward from the bottom. eliminating the stagnation zone in the tangential nozzle in front of the valve, and, as a result, the sedimentation of the solid phase of the suspension, its caking and clumping are excluded. In this way, the disruption of the normal operation mode of a multi-hydro cyclone is prevented when single hydrocyclones are disconnected and re-enabled, ensuring reliable operation in a stationary mode. In Fig. 1 presents multihydrocyclone, a general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Мультигидроциклон состоит из единичных гидроциклонов 1 со входным (тангенциальным ) 2, сливным 3 и Песковым 4 патрубками , расположенных по периметру окружности вокруг центральной несуш.ен стойки 5, общей песковой камеры 6 с п трубком 7 дл выгрузки сгущенной суспензии , крышки 8 с сальниковым устройством 9, торообразного сливного коллектора 10, к которому примыкают сливные патрубки 3, патрубка 11 дл отвода осветленной сусцензин . Коллектор 10 жестко закреплен на центральной несущей стойке 5 с помощью радиальных ребер 12.A multi-hydro cyclone consists of single hydrocyclones 1 with inlet (tangential) 2, drain 3 and Peskov 4 nozzles located around the circumference around the central floor of the rack 5, common peskovy chamber 6 with n tube 7 for unloading thickened suspension, cover 8 with omental device 9, a toroid-shaped drain collector 10, to which the drain pipes 3 adjoin, pipe 11 to drain the clarified sussenin. The collector 10 is rigidly fixed on the Central carrier rack 5 using radial ribs 12.

В горизонтальной плоскости ннже входных патрубков 2 единичных гидроциклонов внутри объема, образованного корпусами единичных гидроциклонов, соосно с центральной несущей стойкой 5 мильтигндроциклон снабл ен полым торообразным коллектором 13 с патрубком 14 подачи исходной суспензии, котора тангенциально примыкает к наружному диаметру коллектора 13, и радиальными патрубками 15, которые соедин ют полость коллектора 13 с полостью напорной камеры 16 касательно к коническому обтекателю 17, отсекающего полость песковой 6 и напорной 16 камер. Верхн часть напорной камеры 16 имеет конический рассекатель 18, по касательной к конусу которого примыкают тангенциальные входные патрубки 2 единичных гидроциклонов 1. Тангенциальные патрубки 2 снабжены запорными кранами 19, а слнвные патрубки 3 запорными кранами 20, с помощью которых единичные гидроциклоны 1 выключаютс из работы мультигидроциклона . При этом тангенциальные натрубки 2 единичных гидроциклонов 1 со стороны нанорной камеры 16 в непосредственной близости к запорному устройству крана 19 и снизу снабжаютс циркул цио нымн трубами 21, которые нижним концом примыкают наклонно по ходу движени исходной суспензии к радиальным патрубкам 15. Полость питающего торообразного коллектора 13 при помощи трубы 22 и крана 23 сообщаютс с полостью песковой камеры 6.In the horizontal plane, under the inlet nozzles 2 unit hydrocyclones inside the volume formed by the hulls of unit hydrocyclones coaxially with the central bearing pillar 5 the miltindrocyclone is equipped with a hollow toroidal collector 13 with a nozzle 14 supplying the original suspension, which is tangentially adjacent to the outer diameter of the collector 13 and the radiators 13 and 10 and the radii of the original suspension, which are tangentially adjacent to the outer diameter of the collector 13 and 10 and the radiators. which connect the cavity of the collector 13 with the cavity of the pressure chamber 16 relative to the conical fairing 17, cutting off the cavity of the sand 6 and pressure 16 chambers. The upper part of the pressure chamber 16 has a conical divider 18, on a tangent to the cone of which there are adjacent tangential inlet nozzles 2 single hydrocyclones 1. Tangential nozzles 2 are equipped with stop valves 19, and the slurry nozzles 3 with stop valves 20, with the help of which single hydrocyclones 1 turn off the stop valves 3 with stop valves 20, with the help of which single hydrocyclones 1 turn off the disconnected lines, the time limit of the three hydro cyclones is closed. . In this case, the tangential cut-offs 2 of single hydrocyclones 1 from the side of the nano-chamber 16 in close proximity to the shut-off device of the crane 19 and are supplied from the bottom with circulating tubes 21, which are inclined with their lower end obliquely along the direction of the initial suspension to the radial nozzles 15. The cavity of the toroidal collector 13 by means of a pipe 22 and a crane 23 communicate with the cavity of the sand chamber 6.

Работа мультигидроциклона осуществл етс следующим образом.The operation of the multi-hydro cyclone is carried out as follows.

Исходна суспензи под избыточным давлением по тангенциальному патрубку 14 подаетс в торообразный коллектор 13. Содержащиес в исходной суспензии агломераты и другие посторонние твердые включени (например, окалнна, остатки сварки ) за счет сужени тангенциального патрубка получают траекторию дальнейшего движени , диаметр которой по крайней мере не больще диаметра оси торообразного коллектора, а при дальнейшем движении как частицы с большей массой под действием центробежной силы отбрасываютс к наружной образующей торообразного ка1лектора. С уменьшением размеров частиц уменьшаетс и диаметр траектории вращени , а в зоне, близкой к внутреннему диаметру торообразного коллектора 13, т. е. там, где расположены радиальные наклонные патрубки 15, располагаютс наиболее мелкие частицы. Такое распределение частиц по их размерам по поперечному сечению торообразного коллектора 13 сохран етс посто нно, так как нет снлы дл перераспределени частиц, способной вынести крупные частицы в зону, откуда по наклонным радиальным патрубкам 15 происходит непрерывное вытеснение очищенной от агломератов суспензии. В напорной камере 16 центральной стойки суспензи , освобожденна от крупных агломератов, способных забить песковые насадки единичных гидроциклонов, объедин етс в общий поток и направл етс вверх, где рассекателем 18 вновь перераспредел етс и по тангенциальным патрубкам 2 при открытых запорных кранах 19 и 20 подаетс в единичные гидроциклоны, в которых под действием центробел ной силы происходит разделение суснензии на сгущенную и осветленную части; Сгущенна часть по патрубкам 4 попадает в песковую камеру 6 и через патрубок 7 удал етс , а осветленна часть по патрубкам 3 попадает в коллектор 10 осветленной суспензии и через патрубок 11 удал етс из мультигидроциклона . При необходимости отключени одного из единичных гидроциклонов I (это требуетс цри снижении производительности мультигидроциклона без потери давлени на входе) перекрывают запорные краны 19 и 20. В момент перекрыти запорного крана 19 скоростной поток исходной суспензии двигаетс по схеме; тангенциальный патрубок 2 (до запорного крана 19) - циркул ционна труба 21-радиальный патрубок 15 - напорна камера 16 - тангенциальный патрубок 2. Така циркул ци достигаетс тем, что в месте примыкани наклонной циркзл ционной трубы 21 к радиальному патрубку 15 существует только статическое давление. В то же врем в месте примыкани циркул ционной трубы 21 к тангенциальному патрубку 2 в момент перекрыти запорного крана 19 накладываетс дополнительно скоростной напор, что и обуславливает циркул цию исходной суспензии, исключает мертвую зону в тангенциальном патрубке 2, а следовательно предотвращаетс возможность оседани и слеживаемостн твердой фазы с образованием закупорки.The initial suspension under pressure through the tangential nozzle 14 is fed to the toroidal collector 13. The agglomerates and other extraneous solid inclusions (e.g., calcined, welding residues) contained in the initial suspension receive a trajectory of further movement, the diameter of which is at least not larger than the tangential nozzle. the diameter of the axis of the toroidal collector, and upon further movement as particles with a larger mass, under the action of centrifugal force, are thrown toward the outer forming toroidal 1lektora. With a decrease in particle size, the diameter of the trajectory of rotation also decreases, and in the zone close to the internal diameter of the toroidal collector 13, i.e., where the radial inclined nozzles 15 are located, the smallest particles are located. This particle size distribution across the cross section of the toroidal collector 13 is kept constant, since there are no particles for the redistribution of particles capable of carrying large particles into the zone, from which the suspension cleared of agglomerates is continuously displaced along inclined radial nozzles 15. In the pressure chamber 16 of the central rack, the suspension, freed from large agglomerates capable of clogging pesky nozzles of individual hydrocyclones, is combined into a common flow and directed upwards, where the divider 18 is again redistributed along the tangential nozzles 2 with open shut-off valves 19 and 20 is fed single hydrocyclones, in which, under the action of centrifugal force, the suspension is divided into condensed and clarified parts; The condensed portion through the nozzles 4 enters the sand chamber 6 and through the nozzle 7 is removed, and the clarified part enters the collector 10 of the clarified suspension through the nozzles 3 and is removed from the multihydrocyclone through the nozzle 11. If it is necessary to turn off one of the single hydrocyclones I (this is required when reducing the performance of a multi-hydro cyclone without loss of pressure at the inlet), shut off valves 19 and 20 shut off. At the moment of shut-off of the stop valve 19, the initial flow of the suspension moves according to the scheme; tangential nozzle 2 (up to shut-off valve 19) - circulation pipe 21 radial nozzle 15 - pressure chamber 16 - tangential nozzle 2. Such circulation is achieved by the fact that there is only static pressure at the location of the inclined circulating pipe 21 to the radial nozzle 15 . At the same time, in place of the adjoining circulation pipe 21 to the tangential nozzle 2 at the moment of shut-off of the stop valve 19, an additional pressure head is superimposed, which causes the circulation of the initial suspension, eliminates the dead zone in the tangential nozzle 2, and consequently prevents the possibility of settling and creeping solid. phases with blockage.

Это очень важно при работе на суспензи х , тверда фаза которых способна к слежнванию , налипанию и комкообразованию (например, сзспензии комплекса карбамида с парафином).This is very important when working on suspensions, the solid phase of which is capable of splicing, sticking and lumping (for example, suspension of the urea complex with paraffin).

Ориентировочный экономический эффект от внедрени в производства одного мультигидроциклона составит 223 тыс. руб.The estimated economic effect from the introduction of one multi-cycle cyclone in production will be 223 thousand rubles.

Claims

Claim

A multi-hydrocyclone containing a supply manifold, pressure, drain and sand chambers installed on the apparatus’s axis one above the other and separate separation elements located around them with tangential inlet nozzles adjacent to the pressure chamber and having shut-off devices, drain and sand nozzles, characterized in that, in order to increase its reliability in operation by preventing the formation of stagnant zones in the tangential inlet nozzles, the supply manifold is equipped with radial nozzles and circulation GOVERNMENTAL pipes, radial pipes which are connected to tangential nozzles in the individual separation elements neposredstven8 hydrochloric proximity to the shut-off devices, the circulation pipe is installed at an acute angle to radial nozzles collector connected to na5 PORN camera.

2. The multihydrocyclone in π. 1, characterized in that the supply manifold is toroidal with an external tangential nozzle for supplying the initial O suspension, and radial nozzles are installed on its inner side.