SU940862A1

SU940862A1 - Hydraulic cyclone

Info

Publication number: SU940862A1
Application number: SU803006149A
Authority: SU
Inventors: Игорь Георгиевич Терновский; Михаил Георгиевич Лагуткин; Алексей Митрофанович Кутепов; Дмитрий Анатольевич Баранов
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения
Priority date: 1980-11-19
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1982-07-07

Description

Изобретение относитс к устройствам дл разделени суспензий и классификации материалов по крупности в центробежном поле и может .быть использовано в химической , горнорудной, лакокрасочной, пищевой и других отрасл х промышленности.The invention relates to devices for the separation of suspensions and the classification of materials by size in a centrifugal field and can be used in the chemical, mining, paintwork, food and other industries.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с крыщкой и днищем, устройства дл ввода исходной суспензии и вывода продуктов разделени , вытеснитель 1.A hydrocyclone is known, comprising a cylindrical body with a cover and a bottom, a device for introducing the initial suspension and withdrawal of separation products, a propellant 1.

Недостатками известного гидрациклона вл ютс вынос частиц твердого материала в центральную зону вследствие того, что радиальна скорость движущихс частиц имеет направление, противоположное направлению действующей на них центробежной силы инерции, а также значительное снижение тангенциальной скорости потока в пристенной зоне, вызванное трением потока о стенки гидроциклона. В результате этого ухудшаетс эффективность разделени .The disadvantages of the known hydracyclone are the removal of particles of solid material into the central zone due to the fact that the radial velocity of the moving particles has a direction opposite to the direction of the centrifugal inertia force acting on them, as well as a significant decrease in tangential flow rate in the near-wall zone caused by friction of the stream against the hydrocyclone wall. As a result, separation efficiency deteriorates.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату ,к предлагаемому гидроциклону вл етс гидроциклон , содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, коаксиально установленный в корпусе вытеснитель с прорез ми с размещенным в нем с возможностью осевого перемещени поршнем, патрубки ввода исходной суспензии и вывода продуктов разделени |2.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed hydrocyclone is a hydrocyclone containing a cylindrical body with a lid and a bottom, coaxially installed in the body of the propellant with slots placed in it with the possibility of axial movement of the piston, the nozzle input of the original suspension and output products separation | 2.

Недостатком такого гидроциклона вл етс мала эффективность разделени суспензий , обусловленна невозможностью точной классификации по крупности материалов твердой фракции.The disadvantage of such a hydrocyclone is the low efficiency of the separation of suspensions, due to the impossibility of an exact classification by size of materials of the solid fraction.

Цель изобретени - повыщение эффективности разделени путем обеспечени качественной классификации материалов твердой фракции.The purpose of the invention is to increase the separation efficiency by providing a qualitative classification of materials of the solid fraction.

Поставленна цель достигаетс тем, что гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, коаксиально установленный в корпус вытеснитель с прорез ми с размещенным в нем с возможностью осевого перемещени поршнем, патрубки ввода исходной суспензии и вывода продуктов разделени , снабл ен цилиндрической вставкой, установленной с возможностью вращени под действием потока обрабатываемой суспензии вокруг оси вытеснител , криволинейными направл ющими планками и кольцевой камерой с патрубком ввода промывной жидкости, размещенной вокруг верхней части корпуса, выполненной с вертикальными тангенциальными прорез ми, направленными внутрь корпуса.The goal is achieved by the fact that a hydrocyclone containing a cylindrical body with a lid and a bottom, a slider coaxially installed in the body with slots with a piston axially displaced, the nozzles introducing the initial suspension and the separation products are fitted with a cylindrical insert the possibility of rotation under the action of the flow of the treated suspension around the axis of the displacer, curvilinear guide bars and an annular chamber with a branch pipe for entering the washing liquid, placed around the upper part of the body, made with vertical tangential slots directed inside the body.

Целесообразно криволинейные направл ющие планки раеполагать на наружной поверхности вытеснител между его прорез ми .It is advisable that the curved guide rails be arranged on the outer surface of the displacer between its slots.

На фиг. 1 изображен гидропиклон; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3- внд Б 1ФИГ. 2.FIG. 1 depicts hydropiclone; in fig. 2 - section A-A of FIG. one; in fig. 3- BD 1FIG. 2

Гидроцпклон содержит цилиндрический корпзс 1 с .крышкой 2 и днии1ем 3, коаксиально располол енный в этом корпусе вытеснитель 4 с тангенциальными прорез ми 5 в верхней его части и направл ющими криволинейными планками 6, образующими единые каналы дл придани выход щей исходной суспензии вращательного движени , поршень 7, перемещающийс внутри полого вытеснител 4, устройство 8 дл вывода продуктов разделени , выполненное в виде каналов, разделенных сплощными перегородка.ми 9, внутреннрою цилиндрическую встав1ку 10 с крышкой 11, установленную с возможностью - свободного вращени вокруг оси вытеснител 4, кольцевую камеру 12, расположенную в верхней части корпуса 1, с входным патрубком 13 дл подачи промывочной жидкости и вертикальными тангенциальными щел ми 14, направленными внутрЕз корпуса 1.The hydraulic slope contains a cylindrical body 1 with a lid 2 and one 3, a displacer 4 coaxially arranged in this body with tangential slots 5 in its upper part and curvilinear slats 6 forming a single channel to give the outgoing initial suspension a rotary motion, piston 7, moving inside the hollow propellant 4, a device 8 for outputting separation products, made in the form of channels separated by flat baffles; 9, an internal cylindrical insert 10 with a lid 11, is mounted with the possibility of free rotation around the axis of the displacer 4, an annular chamber 12 located in the upper part of the housing 1, with an inlet 13 for supplying the washing liquid and vertical tangential slots 14 directed inside the housing 1.

Гидроциклон работает следующим образом .Hydrocyclone works as follows.

Исходна суспензи поступает под избыточным давлением в верхнюю часть вытеснител 4, выбрасываетс через вертикальные прорези 5 в .корпус 1, закручиваетс и перемещаетс в направлении вытеснител 4 к стенке корпуса 1. С целью увеличени скорости вращени исходиой суспензии этот вытеснитель снаружи в верхней части снабжен криволинейиыми направл ющими плаиками 6, образующими с прорез ми 5 единый канал дл закручивани иотока. В закрученном потоке суспензии происходит распределение части;ц твердого материала по радиусу гидроциклона в зависимости от крупности и удельного веса. Поскольку исходную суспензию ввод т в центральную часть .корпуса 1, радиальна составл юща скорости направлена не к центру, как в прототипе, а к стенкам гидроциклона. Совпадение направлений действую.щей на частицы твердого материала центробежной силы инерции и радиальной скорости перемещени частиц существенно повыщает эффективность разделени и улучшает качество классификации суспензии. Частицы твердого материала движутс от вытеснител 4 к стенкам вставки 10 и сгущенный пото.к выводитс через наружный канал устройства 8, промежуточный поток, содержащий фракцию частиц среднего размера - через центральный канал, а осветленный продукт - через канал, расположенный у вытеснител 4. Причем дл того, чтобы в пристеннойThe initial suspension enters under the overpressure into the upper part of the displacer 4, is ejected through the vertical slots 5 in the body. 1, twists and moves in the direction of the displacer 4 to the wall of the housing 1. To increase the speed of rotation of the outgoing suspension, the expeller from the outside in the upper part has curvilinear directions. plaques 6, forming with slots 5 a single channel for the curling of the current. In the swirling flow of the suspension, a part of the solid material is distributed along the hydrocyclone radius depending on the size and specific gravity. Since the initial suspension is introduced into the central part of the hull 1, the radial component of the velocity is directed not to the center, as in the prototype, but to the walls of the hydro cyclone. The coincidence of the directions of the centrifugal force of inertia and the radial velocity of particles moving on the particles of a solid material significantly increases the separation efficiency and improves the quality of the suspension classification. Particles of solid material move from the displacer 4 to the walls of the insert 10 and the condensed flow is discharged through the outer channel of the device 8, the intermediate stream containing a fraction of medium-sized particles goes through the central channel and the clarified product goes through the channel located at the displacer 4. And order to wall

зоне не происходило резкое снижение значений тангенциальной скорости потока, гндроциклон снабжен вставкой 10, котора под действием потока вращаетс вместе с ним вокруг вытеснител 4, свод .к минимуму отрицательиое вли ние сил трени , что также позвол ет повысить эффективность разделени и классификации.the zone did not experience a sharp decrease in the values of the tangential flow rate, the cyclone is equipped with an insert 10, which, under the action of the flow, rotates with it around the displacer 4, reducing to the minimum the negative influence of friction forces, which also improves the efficiency of separation and classification.

Дл придани встав1ке 10 некоторой начальной скорости вращени , а также дл предотвращени попадани частиц твердого материала между стенкой корпуса 1 и вставкой 10, что может привести к прекращению вращени последней, гидроциклонTo give the insert 10 some initial rotational speed, as well as to prevent solid particles from falling between the wall of the housing 1 and the insert 10, which can lead to the termination of rotation of the latter, the hydrocyclone

снабжен .камерой 12, расположенной вокруг верхней части корпуса 1. Отмывочна жидкость поступает в эту камеру через патрубок 13, а затем через щели 14 камеры 12, направлепные внутрь корпуса 1, попадает в кольцевое пространство между корпусом 1 и вращающейс вставкой 10. Закрученный поток промывочной жидкости перемещаетс по нему к днищу 3 и удал етс по пристенному каналу устр.ойства 8,provided with a camera 12 located around the upper part of the housing 1. The washing fluid enters this chamber through the nozzle 13, and then through the slots 14 of the chamber 12, directed inside the housing 1, enters the annular space between the housing 1 and the rotating insert 10. Swirling flushing the liquid moves along it to the bottom 3 and is removed along the wall channel of the device 8,

осуществл отл-гывку сгущенного продукта .carried out the smoothing of the condensed product.

Производительность гидроциклона и скорость движени частиц твердой фазы регулируютс величиной давлени на входе в вытеснитель 4 и изменением положени поршн 7, который либо перекрывает, либо открывает свободное дл вывода суспензии из вытеснител 4 сечение нрорезей 5.The capacity of the hydrocyclone and the speed of movement of the particles of the solid phase are governed by the pressure at the inlet of the propellant 4 and by changing the position of the piston 7, which either blocks or opens the cross section of the nozzle 5, which is free for withdrawal of the suspension from propellant 4.

Наличие вставки позвол ет не только снизить гидравлическое сопротивлеиие гиддроциклона за счет уменьщени трени между вращающимс иото.ком и вставкой, но и поддерживать нрактическ|и посто ннуюThe presence of the insert allows not only to reduce the hydraulic resistance of the hydrodynamic cyclone by reducing the friction between the rotating frame and the insert, but also to maintain practical and constant

величину тангенциальной скорости по всему сечению гидроциклона. Гашение тангенциальной скорости у стенок гидроциклонапрототииа ведет к резкому снижению центробежного фактора за счет значительныхthe value of the tangential velocity over the entire cross section of the hydrocyclone. The damping of the tangential velocity at the walls of the hydrocyclone protototia leads to a sharp decrease in the centrifugal factor due to significant

касательных напр жений на стенках, что может ири онределенных услови х вызвать значительные турбулентные пульсации и унос твердого материала из пристенной зоны. Причем наличие закрученного потока между вставкой 10 и стенкой корпуса 1 позвол ет не только предотвратить заклинивание этой вставки, но и регулировать скорость ее вращени . Теоретически определено повышение эффективности предлагаемого гидр&циклона с внутренней цилиндрической вставкой по сравнению с гидроциклоном-нрототипом на 7-10%.tangential stresses on the walls, which can cause considerable turbulent pulsations and the removal of solid material from the near-wall zone. Moreover, the presence of a swirling flow between the insert 10 and the wall of the housing 1 allows not only to prevent the insertion of this insert, but also to regulate the speed of its rotation. The increase in the efficiency of the proposed hydra & cyclone with an internal cylindrical insert compared to the hydrocyclone-nrotype is theoretically determined by 7-10%.

Claims

1. A hydraulic cyclone comprising a cylindrical body with a cover and a bottom, coaxially mounted within the body 65 of the displacer with slots placed

inside it can be axially moved by a piston, branch pipes for introducing the initial suspension and withdrawal of separation products, characterized in that, in order to increase separation efficiency by providing high-quality classification of materials of the solid fraction, it is equipped with a cylindrical insert installed rotatably under the action of the flow of the suspension being processed around the displacer axis, the curved guide bars and the annular chamber with a flushing fluid inlet pipe located around the upper part The body is designed with vertical tangential slots directed inside the body.

2. A hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the curved guide rails are located on the outer surface of the displacer between its slots.

Sources of information taken into account in the examination:

1. Authors certificate of USSR Alb 707610, cl. B 04 C 5/16, 1980.

2. USSR author's certificate number 656667 cl. B 04 C 11/00, 1977 (prototype).