UA127498C2 - Гідроциклонний сепаратор - Google Patents

Abstract

Представлено гідроциклонний сепаратор (1) та систему, що містить множину цих гідроциклонних сепараторів (1). Гідроциклонний сепаратор має головну частину (2), яка має впускний трубопровід (3), і випускну переливну трубу (4), розташовану в головній частині (2). Гідроциклонний сепаратор (1) додатково має верхній випускний патрубок (8) та сепараційну частину (5), що звужується, розташовану між головною частиною та верхнім випускним патрубком. Сепараційна частина звужується у міру віддалення від головної частини. Крім того, головна частина додатково має випускний вихід, розташований у головній частині, окремо від випускної переливної труби. Такий гідроциклонний сепаратор здатен забезпечити покращену експлуатаційну ефективність, знижуючи ризик появи невідповідної крупної фракції та залишення її в головній частині. Це ефективно скорочує потреби в обслуговуванні та забезпечує подовжений термін експлуатації гідроциклону.

Description

Галузь техніки

Винахід стосується пристрою для класифікації зернистого матеріалу, наприклад, заповнювачів бетону. Більш конкретно винахід стосується гідроциклонного сепаратора для класифікації твердих частинок матеріалу в рідкій суспензії.

Рівень техніки

Відомо, що гідроциклонні сепаратори (так звані "гідроциклони") корисні для класифікації або фракціонування крупних твердих частинок від дрібних, які зважені в рідині. Загалом гідроциклон - це закритий вихровий апарат, який зазвичай має коротку циліндричну секцію (головна частина) з наступною секцією, що звужується (наприклад, у вигляді конусу). Подавання суспензії з твердими частинками відбувається під заздалегідь заданим тиском тангенціально або по спіральному шляху в головну частину, щоб створити в ній закручений потік плинного середовища, який рухається по шляху з поступовим зменшенням радіуса до місця самого вузького радіуса конуса, широко відомого як "верхівка".

Коли спіральний шлях наближається до верхівки гідроциклону, частина потоку повертається і починає текти до протилежного кінця, тобто до циліндричної секції. Цей потік також рухається по спіральному шляху радіусом, меншим за радіус першої спіралі і обертається в тому ж напрямку. Таким чином, утворюється вихор в гідроциклоні. Тиск буде нижчим уздовж центральної осі вихору і зростає радіально назовні. Ідея полягає в тому, що гідроциклон буде сепарувати частинки в суспензії відповідно до форми, розміру та питомої ваги, при цьому більш швидкі частинки осаду рухаються до зовнішньої стінки гідроциклону, врешті-решт залишаючи гідроциклон крізь верхній випускний патрубок. Більш повільні частинки осаду переміщаються до центральної осі та рухаються до головного частини, врешті-решт залишаючи гідроциклон крізь випускну переливну трубу. Випускна переливна труба зазвичай простягається вниз до циліндричної секції таким чином, щоб запобігти зустрічі з потоком подавання, зауважимо, що частина труби, яка простягається вниз до циліндричної секції, часто називають "вихровим шукачем".

Ефективність цієї операції, тобто якісне відділення більш крупних частинок від більш дрібних, залежить від різних факторів, наприклад, розміру верхнього отвору, швидкості подавання та щільності матеріалу, що підлягає сепарації та класифікації. Крім того, довжина

Зо конічної секції від циліндричної частини до верхнього отвору матиме вплив на операцію сепарації та/або класифікації.

Така сепарація за формою, розміром та питомою вагою іноді називається "стратифікацією".

Однак ця стратифікація матеріалу не завжди досягається повністю, тим самим спричиняючи неповну класифікацію. Крім того, ще одна проблема, яка, як відомо, полягає в тому, що невідповідна крупна фракція часто потрапляє в циліндричну головну частину. Якщо таку фракцію не видалити з головної частини, то вона буде кружляти і роздирати внутрішні стінки головної частини, а отже, викликати підвищену потребу в обслуговуванні та/або навіть вимагати повної заміни головної частини. У важких випадках невідповідна крупна фракція навіть може становити ризик для операторів. Ця проблема з невідповідною крупною фракцією ще більш помітна в системах, де гідроциклонні сепаратори розташовані так, щоб вони працювали в частково або повністю перевернутому положенні (тобто в конфігураціях, де верхівка вертикально піднята відносно випускної переливної труби).

На теперішній час прийнято розбирати частини головної частини або всю головну частину, щоб видалити невідповідну крупну фракцію. Однак ця операція є достатньо трудомісткою, а отже, це негативно позначається на ефективності роботи та витратах.

Таким чином, ще є потреба в удосконаленнях у цій галузі техніки, конкретніше, є потреба в гідроциклонному сепараторі, який забезпечує хорошу сепарацію, але в той же час, щонайменше частково, усуває деякі з цих проблем або недоліки у відомих на сьогодні системах стосовно невідповідної крупної фракції в головній частині.

Суть винаходу

Тому метою цього винаходу є створення гідроциклонного сепаратора для класифікації частинок твердого матеріалу в рідкій суспензії який усуває всі або щонайменше деякі з вищеописаних недоліків відомих на сьогодні систем.

Далі термін "як приклад" слід розуміти як примірник чи ілюстрацію.

Ця мета досягається з допомогою гідроциклонного сепаратора для класифікації частинок твердого матеріалу в рідкій суспензії, який має: головну частину; впускний трубопровід, пристосований для подавання суспензії в головну частину; випускну переливну трубу, розташовану в головній частині; бо верхній випускний патрубок;

сепараційну частину, що звужується, розташовану між головною частиною і верхнім випускним патрубком, при цьому, сепараційна частина, що звужується, має наближений кінець та віддалений кінець і звужується до віддаленого кінця; і який відрізняється тим, що головна частина додатково має випускний вихід, розташований у головній частині окремо від випускної переливної труби.

Такий гідроциклонний сепаратор здатний забезпечити покращену експлуатаційну ефективність, знижуючи ризик появи невідповідної крупноїї фракції та залишення її в головній частині. Це ефективно скорочує потреби в обслуговуванні та забезпечує збільшення терміну експлуатації гідроциклону.

У контексті цього опису термін "віддалений або віддалено" слід трактувати стосовно напрямку до верхнього випускного патрубку, а термін "наближений або наближено" слід трактувати стосовно напрямку до головної частини. Крім того, терміни "переливний потік та відстійний потік вважаються нормальними значеннями, відомими в даній галузі техніки, незважаючи на те, що заявлений гідроциклон може бути виконаний з можливістю застосування в перевернутому положенні, де вихід переливного потоку (тобто вихід для легких компонентів) розташований "нижче" виходу відстійного потоку (тобто виходу для важких компонентів).

Наближений кінець сепараційної частини, що звужується, може бути з'єднаний безпосередньо з головною частиною, або альтернативно, гідроциклонний сепаратор може додатково мати проміжну (розпірну) частину або ділянку, розташовану між головною частиною і наближеним кінцем сепараційної частини, що звужується.

Термін "перевернута конфігурація" (також можна називати інвертованою або напівінвертованою конфігурацією) слід розуміти так, що при застосуванні, гідроциклонний сепаратор встановлений таким чином, що верхній випускний патрубок знаходиться у вертикально піднятому положенні по відношенню до випускної переливної труби. Інакше кажучи, при застосуванні, центральна вісь гідроциклону утворює кут у діапазоні 917 - 2697 відносно вертикальної осі координат, якщо вважати, що при прямій, звичайній конфігурації кут складає 0". Ця пряма конфігурація полягає в тому, що випускна переливна труба розташована прямо над верхнім випускним патрубком, а центральна вісь ідеально вертикальна. Таким чином, термін " перевернута конфігурація " не обов'язково повинен розглядатися як обмежений

Зо лише орієнтацією на 180", де верхній випускний патрубок знаходиться прямо над випускною переливною трубою.

Винахідники зрозуміли, що, якщо забезпечити випускний вихід, який відокремлений від випускної переливної труби і може бути використаний для збору або видалення осадкового матеріалу, що потрапляє у головну частину під час роботи, то можна мати переваги з точки зору скорочення потреб у обслуговуванні, збільшення тривалості експлуатації, швидшого та менш трудомісткого обслуговування. Випускний вихід забезпечує простий та ефективний засіб для очищення головної частини при проміжній операції, тому зменшується потреба в трудомісткій процедурі демонтажу, яка необхідна для видалення захопленого залишкового матеріалу. Тим самим зменшуються експлуатаційні витрати та підвищується експлуатаційна ефективність.

Далі винахідники зрозуміли, що при використанні гідроциклонного сепаратора при перевернутій конфігурації то особлива перевага буде в тому, що може бути підвищена експлуатаційна ефективність шляхом зменшення витрат на обслуговування та витрат, пов'язаних з скорочення терміну експлуатації. Більш детально, у відомих раніше рішеннях з гідроциклонами, що працюють при перевернутій конфігурації, часто утворюється певна кількість відстійного матеріалу у вигляді крупних частинок, які потрапляють у головну частину, оскільки вони занадто важкі, щоб бути забраними спіральним потоком, що піднімається вгору. Таким чином, крупні частинки залишаються кружляючими у головній частині, де вони натикаються на внутрішні стінки головної частини і відколюють її або викликають небажаний знос, що скорочує загальну довговічність гідроциклону.

Крім того, у відповідності з щонайменше одним варіантом здійснення, як приклад, цей випускний вихід забезпечений механізмом закривання для вибіркового відкривання і закривання випускного виходу.

Крім того, згідно з щонайменше одним варіантом здійснення, як приклад, гідроциклонний сепаратор додатково має набір форсунок, які розташовано у головній частині для впорскування вторинного плинного середовища в головну частину. Форсунки для впорскування плинного середовища переважно застосовують під час технічного обслуговування, наприклад. для полегшення внутрішнього очищення головної частини, завдяки чому захоплений залишковий матеріал може бути "вимитий" крізь випускний вихід, що утворює витік при промиванні.

Далі, відповідно до щонайменше одного варіанту здійснення, як приклад, випускний вихід бо додатково містить відстійник, що має внутрішню камеру для збору залишків крупного матеріалу,

що подається. Відстійник дозволяє збирати крупні частинки (потенційно небезпечні) матеріалу подавання, які застрягають у головній частині під час роботи, тим самим додатково зменшуючи ризик зносу внутрішньої поверхні головної частини. Відстійник може також мати вхідний отвір, що може перекриватися, який є доступний ззовні гідроциклонного сепаратора для видалення з внутрішньої камери зібраного залишкового крупного матеріалу подавання. Таким чином, залишкові крупні частинки ефективно збираються та безпечно зберігаються у відстійнику, який періодично можна спорожнювати при технічному обслуговуванні.

Крім того, відповідно до щонайменше одного варіанту здійснення, як приклад, випускний вихід розташований у нижній точці головної частини, коли гідроциклонний сепаратор встановлений таким чином, що верхній випускний патрубок знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби. Відносно важкі частинки, які потрапляють у головну частину під час роботи, будуть під дією гравітації збиратися у найнижчому місці головної частини, тому, розташовуючи випускний вихід в найнижчий точці головної частини, може бути досягнуто ефективний збір залишкового крупного матеріалу.

Наприклад, якщо розташувати гідроциклон у нахиленому перевернутому положенні (наприклад, при повороті гідроциклону на 1357 - 1557 від звичайного прямого положення), то кутова або крайова секція головної частини утворюватиме найнижчу точку, тому випускний вихід може бути розташований у цій секції.

Далі, відповідно до щонайменше одного варіанту здійснення, як приклад, головна частина має кінцеву частину у формі диска, що оточує випускну переливну трубу, і випускний вихід, розташований у цій кінцевій частині у формі диска. Кінцева частина у формі диска, також відома як "кришка" головної частини, є тією частиною головної частини, крізь яку простягається випускна переливна труба (включаючи вихровий шукач). Випускний вихід може бути, наприклад, розташований на віддаленному кінці кінцевої частини у формі диска (тобто кришки).

У раніше обговорюваній "нахиленій перевернутій конфігурації! найнижча точка може знаходитися на віддаленному кінці кінцевої частини у формі диска, тому вигідно розташувати випускний вихід в межах цієї ділянки / секції.

Крім того, відповідно до щонайменше одного варіанту здійснення, як приклад, головна частина має кінцеву частину у формі диска, що оточує випускну переливну трубу, і суттєво

Зо циліндричну частину стінки, при цьому, випускний вихід розташований у частині стінки переважно так, що прилягає до кінцевої частини у формі диска. Таким чином, замість того, щоб розташовувати випускний вихід в "кришці" головної частини, він може бути розташований у циліндричній частині стінки.

Більше того, відповідно до щонайменше одного варіанту здійснення, як приклад, форсунки для впорскування плинного середовища розташовані у кінцевій частині у формі диска. Як вже було сказано раніше, форсунки для впорскування плинного середовища переважно застосовуються під час технічного обслуговування, наприклад, для полегшення внутрішнього очищення головної частини, завдяки чому захоплений залишковий матеріал може бути "вимитий" крізь випускний вихід, що утворює витік для промивання.

Крім того, відповідно до щонайменше одного варіанту здійснення, як приклад, кінцева частина у формі диска має внутрішню поверхню, звернену до внутрішньої частини гідроциклонного сепаратора, при цьому, внутрішня поверхня має нахилен відносно горизонтальної площини, коли гідроциклонний сепаратор встановлений таким чином, що верхній випускний патрубок знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби, а випускний вихід розташований у найнижчому кінці внутрішньої поверхні вздовж вертикального напрямку відносно горизонтальної площини, коли гідроциклонний сепаратор орієнтований таким чином, що верхній випускний патрубок знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби. Відповідно, найнижчий кінець внутрішньої поверхні вздовж вертикального напрямку буде мати найнижчу точку головної частини, коли гідроциклон знаходиться в перевернутому положенні. Крім того, внутрішня поверхня може бути нахилена відносно поздовжньої центральної осі гідроциклонного сепаратора, або, альтернативно, внутрішня поверхня може бути перпендикулярною поздовжній центральній осі, але весь гідроциклонний сепаратор має бути розташований у нахиленому перевернутому положенні (наприклад, повернутий на 135" від звичайного прямого положенняї).

Крім того, відповідно до щонайменше одного варіанту здійснення, як приклад, головна частина має: кінцеву частину, що оточує випускну переливну трубу; причому, кінцева частина має внутрішню поверхню, яка звернена всередину гідроциклонного сепаратора і яка має щонайменше дві поверхневі частини, розташовані на різних висотах бо відносно горизонтальної площини, коли гідроциклонний сепаратор встановлений таким чином,

що верхній випускний патрубок знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби; і головна частина має випускний вихід, розташований на частині поверхні, яка розташована на найменшій висоті відносно горизонтальної площини щонайменше двох поверхневих частин, коли гідроциклонний сепаратор встановлений таким чином, що верхній випускний патрубок знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби. Наприклад, У поперечному перерізі вздовж подовженьої центральної осі гідроциклонного сепаратора кінцева частина головної частини має М-подібну форму. Таким чином, коли гідроциклонний сепаратор знаходиться в перевернутому положенні, М-подібне дно буде формувати найнижчу точку головної частини. Тому, при розташуванні випускного виходу на М-подібному дні, гравітація буде допомогати випуску захопленого залишкового крупного матеріалу. Більше того, головна частина може мати множину випускних виходів, наприклад, по одному на кожному боці випускної переливної труби.

У відповідності з іншим аспектом цього винаходу передбачена система, яка включає множину гідроциклонних сепараторів згідно з будь-яким з варіантів здійснення, описаних з посиланням на перший аспект цього винаходу. Тому за цим аспектом винаходу, отримуються аналогічні переваги та бажані ознаки, як і у раніше описаному першому аспекті винаходу.

ЦІ та інші ознаки цього винаходу далі будуть пояснені з посиланням на варіанти здійснення.

Короткий опис креслень

Для пояснення вирішення поставлених цілей винахід буде далі детальніше описано з посиланням на його варіанти здійснення, показані на доданих кресленнях, де:

Фіг. 1 - ілюстрація в перспективі гідроциклонного сепаратора з частковим вирізом, відомого з рівня техніки;

Фіг. 2А - ілюстрація в перспективі гідроциклонного сепаратора з частковим вирізом відповідно до варіанту здійснення цього винаходу;

Фіг. 28 - ілюстрація в перспективі головної частини гідроциклонного сепаратора з частковим вирізом у збільшеному масштабі, проілюстрованого на Фіг. 2А;

Фіг. З - вид в перспективі поперечного перерізу головної частини гідроциклонного сепаратора згідно з варіантом здійснення винаходу;

Зо Фі. 4 - вид в перспективі поперечному перерізу головної частини гідроциклонного сепаратора згідно з іншим варіантом здійснення винаходу;

Фіг. БА - схематичний вид збоку гідроциклонного сепаратора, відомого з рівня техніки, розташованого у прямому звичайному (07) положенні;

Фі. 5В - схематичний вид збоку гідроциклонного сепаратора, розташованого у перевернутому (1807) положенні у відповідності з варіантом здійснення цього винаходу;

Фі. 5С - схематичний вид збоку гідроциклонного сепаратора, розташованого у перевернутому (2257) положенні у відповідності з варіантом здійснення цього винаходу;

Фі. 50 - схематичний вид збоку гідроциклонного сепаратора, розташованого у перевернутому (1357) положенні у відповідності з варіантом здійснення цього винаходу.

Детальний опис винаходу

У наступному детальному описі будуть описані, як приклади, варіанти здійснення цього винаходу. Однак слід розуміти, що особливості різних варіантів здійснення можуть бути перемінені між варіантами здійснення і можуть поєднуватися різними шляхами, якщо інше не вказано конкретно. Незважаючи на те, що в наступному описі викладено численні конкретні деталі, щоб забезпечити більш глибоке розуміння цього винаходу, фахівцеві в цій галузі буде очевидно, що даний винахід може бути здійснено без цих конкретних деталей. В інших випадках добре відомі конструкції або функції детально не описані, щоб робити більш ясним опис даного винаходу. Подібні посилання стосуються подібних елементів. Кваліфікованому читачу зрозуміло, що такі терміни, як "вгору", "вниз", "всередину" або "назовні", є відносними і стосуються ілюстрованих варіантів здійснення і не повинні тлумачитися як такі, що обмежують винахід.

На Фіг. 1 показаний схематичний вигляд гідроциклонного сепаратора 100, відомого з рівня техніки. Цей гідроциклонний сепаратор 100 (або просто "гідроциклон") має циліндричну головну частину 110. Вхідний трубопровід 111 розміщено для подавання суспензії з частинками твердого матеріалу в циліндричну головну частину 110, а випускну переливну трубу 112 розташовано по осі крізь верхню частину циліндричної головної частини 110. Циліндричну головну частину 110 з'єднано з сепараційною частиною 120, що конічно звужується. Суспензія зазвичай подається тангенціально або по спіралі крізь зовнішню стінку 113 головної частини 110, таким чином створюючи крутний рух 114 суспензії, яка рухається по шляху з поступовим бо зменшенням радіуса до місця найменшого радіуса конуса 120 і верхівки 115. По мірі того, як спіральний шлях наближається до верхівки 115 гідроциклону 100, частина 116 потоку повертається і починає текти до протилежного кінця, тобто до головної частини 110. Цей потік 116 рухається також по спіральному шляху, радіус якого є менше, ніж радіус першої спіралі 114, хоча обертання здійсенюється в тому ж напрямку. Таким чином, утворюється вихор всередині гідроциклону 100. Тиск буде нижчим уздовж центральної осі вихору і зростатиме радіально назовні до зовнішньої стінки 113 гідроциклону 100. Гідроциклон 100 розділяє частинки суспензії відповідно до форми, розміру і питомої ваги і відстійні частинки, що рухаються швидше до зовнішньої стінки гідроциклону 100 і врешті-решт залишають гідроциклон у вигляді відстійного потоку 117. Повільні осідаючі частинки рухатимуться до центральної осі та вгору, зрештою залишаючи гідроциклон крізь випускну трубу 112 (переливний потік). Випускна труба 112 зазвичай простягається вниз до головної частини 110 таким чином, що запобігається зустріч з потоком подавання суспензії (часто її називають вихровим шукачем, не показано). Така сепарація за формою, розміром та питомою вагою може бути названа "стратифікацією".

Фіг. 2А і 28 ілюструють вид в перспективі гідроциклонного сепаратора 1 з частковим вирізом, придатного для класифікації твердих частинок матеріалу в рідкій суспензії. Гідроциклонний сепаратор 1 має головну частину 2, яка має вхідний трубопровід 3, пристосований для подавання суспензії в головну частину 2. Головна частина 2 тут показана циліндричною. Однак, як це вже очевидно для кваліфікованого читача, можливі інші форми, наприклад, форма конуса (кут конуса в межах від 0 до 20 градусів) або вигнуту форму. Більше того, гідроциклон 1 має випускну переливну трубу 4, розташовану аксіально в головній частині 2. Однак випускна переливна труба 4 може бути також розташована в інших положеннях на головній частині 2 (наприклад, нахилено або зміщеною від центра).

Крім того, гідроциклон 1 має сепараційну частину 5, що звужується, з наближеним кінцем 6 і віддаленим кінцем 7. Наближений кінець - це кінець б, з'єднаний з головною частиною, а сепараційна частина 5 звужується до віддаленого кінця 7. Головна частина 2 тут показана як знімна або роз'ємна частина, яка з'єднана з сепараційною частиною, що звужується, фланцем, однак інші варіанти здійснення, де дві частини об'єднані в єдину деталь, є також можливі. Також гідроциклонний сепаратор 1 може мати проміжну циліндричну (розпірну) частину, розташовану між головною частиною 2 і сепараційною частиною 5, що звужується (не показано). Крім того,

Зо сепараційна частина 5, що звужується, може бути конічною сепараційною частиною, що має безперервно зменшуваний кута конуса, тобто у форму розтруба (як показано на Фіг. 2А).

Альтернативно, сепараційна частина 5, що звужується, може мати два або більше секторів, що звужуються і мають різні конусні кути, а саме більші конусні кути є ближче до головної частини 2 (на наближеному кінці б) і менші конусні кути знаходяться більш віддалено від головної частини 2 (на віддаленому кінці 7). Ще в одному варіанті (не показано) сепараційна частина 5, що має конічне звуження, може мати одну секцію, що звужується, і мати єдиний конусний кут.

Гідроциклонний сепаратор 1 додатково має верхній випускний патрубок 8 (відстійний потік), розташований на віддаленому кінці 7 сепараційної частини 5, що звужується.

Гідроциклон 1 додатково має випускний вихід 9, розташований у головній частині 2, що більш детально показано на Фіг. 28. Випускний вихід У розташований окремо від випускної переливної труби 4 (виступаюча частина випускної переливної труби була не показана на Фіг. 28, щоб показати інші частини головної частини 2). Тут випускний вихід У розташований в кінцевій частині 13 (яку можна також називати кришкою) у формі диска, яка оточує випускну переливну трубу 4. Випускний вихід 9 додатково має відстійник, який має внутрішню камеру для збору залишків крупного матеріалу, що потрапив в головну частину 2. Відстійник 11 є проміжним сховищем для захоплених крупних частинок під час роботи гідроциклонного сепаратора 1, він забезпечує ефективне скорочення часу, протягом якого невідповідні / захоплені крупні частинки залишаються закрученими в головній частині. Відстійник 11 додатково має вхідний отвір 12, що закривається, (схематично показаний як клапан), який є доступним ззовні гідроциклонного сепаратора для того, щоб можна було видалити зібраний залишковий крупний матеріал, що подається, з відстійника11.

Головна частина 2 додатково має набір форсунок 14 для плинного середовища, розташованих у кінцевій частині (кришці) 13 у формі диска для впорскування вторинного плинного середовища (наприклад, води) у головну частину. Форсунки 14 для плинного середовища слугують для полегшення очищення головної частини і можуть використовуватися для промивання головної частини 2, наприклад, при обслуговуванні гідроциклонного сепаратора.

На Фіг. З показаний вигляд у перспективі поперечного перерізу головної частини 2 гідроциклонного сепаратора у відповідності з варіантом здійснення винаходу. Поперечний бо переріз, виконаний вздовж поздовжньої центральної осі 50 гідроциклону. Головна частина має два випускні виходи 9, які мають окремі відстійники 11, які мають внутрішні камери для збору залишків крупного матеріалу, в потоці суспензії, що подається. Випускні виходи 9 розташовані на просторово найнижчих ділянках головної частини 2, коли гідроциклонний сепаратор встановлений так, що верхній випускний патрубок знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби 4, тобто у перевернутому положенні / конфігурації. Головна частина 2 має кінцеву частину 13 (може називатися кришкою), яка оточує випускну переливну трубу 4. Кінцева частина 13 має внутрішню поверхню 16, звернену всередину гідроциклонного сепаратора, і має похилу або конічну структуру. Більш конкретно, внутрішня поверхня 16 нахилена вниз в напрямку до центральної осі та до випускної переливної труби 4, коли гідроциклон має перевернуту конфігурацію.

Внутрішня поверхня 16 має дві поверхневі частини, зовнішню крайову частину, наближену до циліндричної стінки 15 головної частини, та внутрішню частину, наближену до випускної переливної труби 4. Дві поверхневі частини відповідно розташовані на різних висотах відносно горизонтальної площини (перпендикулярної осі 50), а випускні виходи 9 розташовані на частині поверхні, яка знаходиться на найменшій висоті відносно горизонтальної площини щонайменше двох поверхневих частин, коли гідроциклон має перевернуту конфігурацію. Це полегшує збір залишків крупного матеріалу подавання суспензії, який застрягає або захоплюється всередині головної частини 2 під час роботи, оскільки він збирається в найнижчий точці всередині головної частини під дією гравітації. Головна частина 2 додатково має набір форсунок 14, розташованих в "конічній" кінцевій частині (кришці) 13. Форсунки 14 для плинного середовища полегшують очищення головної частини і і можуть бути використані для промивання головної частини 2 під час, наприклад, обслуговування циклонного сепаратра.

На Фіг. 4 показаний вигляд у перспективі поперечного перерізу головної частини 2 гідроциклонного сепаратора згідно з іншим варіантом здійснення винаходу. Поперечний переріз, виконаний вздовж поздовжньої центральної осі 50 гідроциклону. Головна частина 2 має кінцеву частину 13, що оточує випускну переливну трубу 4, причому, кінцева частина 13 має внутрішню поверхню 16, звернену всередину головної частини 2 і всього гідроциклонного сепаратора.

Крім того, головна частина 2 має циліндричну або трубчасту частину 15 стінки і випускний

Зо вихід 9, розташований у цій циліндричній частині 15 стінки. Випускний вихід 9 виконаний або розташований у частині стінки, що прилягає до кінцевої частини 13. Кінцева частина 13 виконана, як правило, у формі диска з нахилом, що утворює конічну внутрішню поверхню 16.

Внутрішня поверхня 16 нахилена відносно горизонтальної площини (базова площина), коли гідроциклон розташований у перевернутому положенні. Крім того, головна частина 2 має набір форсунок 14 для плинного середовища, розміщених у циліндричній частині 15 стінки, форсунки 14 для плинного середовища виконані з можливістю впорскування вторинного плинного середовища (наприклад, води) в головну частину.

На Фіг. БА схематично показано у перспективі виду збоку гідроциклонного сепаратора 100, відомого з рівня техніки. Гідроциклонний сепаратор 100 розташований у звичайному прямому (07) положенні. Поздовня центральна вісь 50 гідроциклону 100 вирівняна з вертикальною віссю 41 (вісь У), утворюючи кут 0" між вертикальною віссю 41 (вісь У) і поздовжньою центральною віссю 50.

На Фіг. 58 схематично показано у перспективі виду збоку гідроциклонного сепаратора 1, у відповідності з варіантом здійснення цього винаходу. Гідроциклон 1 встановлений у прямому перевернутому положенні (також відомому як інвертована конфігурація), де поздовжня центральна вісь 50 гідроциклону 1 повернена на 180" відносно вертикальної осі 41 (повернена від звичайної прямої конфігурації). У цьому положенні, показаному на Фіг. 5В, головна частина може бути розташована так, як показано на Фіг. З або Фіг. 4, при цьому, випускний вихід (виходи) буде розташований в найнижчому кінці / місці головної частини, підвищуючи ймовірність того, що залишковий крупний матеріал буде зібраний у відстійнику.

На Фіг. 5С схематично показано у перспективі вид збоку гідроциклонного сепаратора 1 згідно з іншим варіантом здійснення цього винаходу. Тут гідроциклон 1 розташований в іншому перевернутому положенні/конфігурації (також відомому як напівінвертована конфігурація), де поздовжня центральна вісь 50 гідроциклону повернута приблизно на 225" відносно вертикальної осі 41 (повернута від звичайної прямої конфігурації). Тут випускний вихід розташований у найнижчий точці головної частини. Більш конкретно, випускний вихід розташований на зовнішньому віддаленному краї кришки (кінцева частинау формі диска) головної частини. Відповідно, розташуванням всього гідроциклон у "нахиленому" перевернутому положенні випускний вихід може бути забезпечено у найнижчому місції головної бо частини.

На Фіг. 50 схематично показано у перспективі вид збоку гідроциклонного сепаратора 1 у відповідності з ще одним варіантом здійснення цього винаходу. Тут гідроциклон 1 розташований в іншому перевернутому положенні / конфігурації, (також відомому як напівінвертована конфігурація), де поздовжня центральна вісь 50 гідроциклону повернута на приблизно 135" відносно вертикальної осі 41 (повернута від звичайної прямої конфігурації). Аналогічно, як на

Фіг. 5С, випускний вихід на Фіг. 50, розташований у найнижчому місці головної частини.

Незважаючи на те, що на Фіг. 5В - 50 показані деякі конкретні приклади, гідроциклонний сепаратор може бути орієнтований таким чином, що він буде повернутий на будь-яку кількість градусів у діапазоні 917 - 269" відносно вертикальної осі, наприклад, 100", 110", 1257, 170", 2357, тощо.

Крім того фахівцю у цій галузі зрозуміло, що можна здійснити ряд модифікацій варіантів здійснення, описаних у цьому документі, але без відступу від обсягу винаходу, який визначений у доданій формулі винаходу. Наприклад, сепараційна частина згідно винаходу не обов'язково повинна бути конічною у строгому значенні. За умови, що внутрішній діаметр взагалі зменшується від верхнього до нижнього кінця, вона може мати множину різних конусних кутів уздовж поздовжньої осі, а також може мати більш вигнутий вигляд, тобто мати постійно змінюваний конусний кут. Більше того, головна частина може мати різні форми і конфігурації для того, щоб розташувати випускний вихід у найнижчому місці гідроциклону, коли він знаходиться в перевернутому положенні, і все це очевидно для кваліфікованого читача.

Описані варіанти здійснення можуть бути зрозумілі та здійснені фахівцем в цій галузі з урахуванням формули винаходу, що додається. Додатково, у формулі винаходу слово "має" не виключає інших елементів та не виключає множини.

Claims (13)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Гідроциклонний сепаратор (1) для класифікації частинок твердого матеріалу в рідкій суспензії, який має: головну частину (2); впускний трубопровід (3) для подавання суспензії в головну частину; Зо випускну переливну трубу (4), розміщену в головній частині; верхній випускний патрубок (8); сепараційну частину (5), що звужується, розташовану між головною частиною та верхнім випускним патрубком, при цьому сепараційна частина, що звужується, має наближений кінець (6) та віддалений кінець (7) та звужується в напрямку віддаленого кінця; який відрізняється тим, що головна частина додатково має випускний вихід (9), розташований у головній частині окремо від випускної переливної труби.

2. Сепаратор (1) за п. 1, в якому випускний вихід (9) має пристрій, виконаний з можливістю закриватися, для вибіркового відкривання та закривання випускного виходу.

3. Сепаратор (1) за п. 1 або 2, який додатково має набір форсунок (14) для впорскування плинного середовища, розташований у головній частині для впорскування вторинного плинного середовища у головну частину.

4. Сепаратор (1) за будь-яким з попередніх пунктів, в якому випускний вихід має відстійник (11), що має внутрішню камеру для збору залишків крупного матеріалу подавання.

5. Сепаратор (1) за п. 4, в якому відстійник має вхідний отвір (12), що може закриватися, який є доступним ззовні гідроциклонного сепаратора для видалення зібраних залишків крупного матеріалу подавання з внутрішньої камери.

6. Сепаратор (1) за будь-яким з попередніх пунктів, в якому випускний вихід (9) розташовано у найнижчому місці головної частини, коли гідроциклонний сепаратор встановлено таким чином, що верхній випускний патрубок (8) знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби.

7. Сепаратор (1) за будь-яким з попередніх пунктів, в якому головна частина має: кінцеву частину (13) у вигляді диска, яка оточує випускну переливну трубу (4); та в якому випускний вихід (9) розташовано в кінцевій частині у вигляді диска.

8. Сепаратор (1) за п. 7, в якому випускний вихід (9) розташовано на периферійному кінці кінцевої частини (13) у вигляді диска.

9. Сепаратор (1) за будь-яким з пп. 1-6, в якому головна частина має: кінцеву частину (13) у вигляді диска, яка оточує випускну переливну трубу, та суттєво циліндричну частину (15) стінки; та в якому випускний вихід (9) розташовано у суттєво циліндричній частині (15) стінки, переважно 60 прилеглій до кінцевої частини у вигляді диска.

10. Сепаратор (1) за будь-яким з пп. 7-9, що залежить від п. 3, в якому набір форсунок (14) для впорскування плинного середовища розташовано у кінцевій частині у вигляді диска.

11. Сепаратор (1) за будь-яким з пп. 7 або 10, в якому кінцева частина (13) у вигляді диска має внутрішню поверхню (16), звернену всередину гідроциклонного сепаратора, причому внутрішня поверхня є похилою відносно горизонтальної площини, коли гідроциклонний сепаратор встановлено так, що верхній випускний патрубок (8) знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби; та в якому випускний вихід (9) розташовано на найнижчому кінці внутрішньої поверхні (16) уздовж вертикального напрямку відносно горизонтальної площини, коли гідроциклонний сепаратор встановлено так, що верхній випускний патрубок знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби.

12. Сепаратор (1) за будь-яким з пп. 1-6, в якому головна частина має: кінцеву частину (13), яка оточує випускну переливну трубу (4); та в якому кінцева частина має внутрішню поверхню (16), звернену всередину гідроциклонного сепаратора, причому внутрішня поверхня має щонайменше дві поверхневі частини, розташовані на різних висотах відносно горизонтальної площини, коли гідроциклонний сепаратор встановлено так, що верхній випускний патрубок (8) знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби (4); і в якому випускний вихід (9) розташовано на частині поверхні, розташованій на найменшій висоті відносно горизонтальної площини щонайменше двох частин поверхні, коли гідроциклонний сепаратор (1) встановлено так, що верхній випускний патрубок (8) знаходиться у вертикально піднятому положенні відносно випускної переливної труби (4).

13. Система, що містить множину гідроциклонних сепараторів (1) за будь-яким з попередніх пунктів. о ТО Її сн і о ї ОВ т Ка я У у е Зоо | ї я ТЕ ж ше х З Ко к ГК ше су хх ше Денні реве ; : З а і ун В ої й» г р о 3. КЕ гл че яса ях 7 тек у х у, «й нм с рень, ро: ТЯ ХА С ТУ

Фіг. 1 ра х ре -й 7 Ок ' ж і рн, Ї ї й. /

Р.Й І; ї р й ОК ад --ЖХ 7 - ЧА ра дк : я Ї З І с ! че ра Ж Ве че : ОА в з мк. В і ж і ; 33 х Кк іі Кі ! х - п» У, у У її я кі СИН в КК 1, 7 ЧИЮ дит я й Ле ан с б т п а ср ід ш й с 5 ше й я її Ж очний ке Е Я ї зх В те ад я х їх й в !

Фіг. 2А Фіг. 28 їй ї нь ; тА Ше ни - она с ї ОХ щі ролхклитнннкхх бЕооснптаютечкм, пов й КАТ в мВ КК, соня Оу ЖЕ ох я "Ох же шо я Есе ще а же ок, . догм Є Ми ак 14 ; Те г ниття о й ре са ,/ ! ке т Й й ; З. ТК метати о ежнвтся о ротою, Х Я Ка ни і я і я :

Фіг. З й с е щ й ох СВ : і . ЕК. Ж ню Укр Да ї Бі с -- К са Ту снинь д й : ж в о " ; я їх сне КА ом з й пси К- Заої х Ух : 4

Фіг. 4 и Звихана їх 7 Є 100 Я зх й Е г Я вся 5 Ж тою ще Із дм шен ше хо Меню (ше й Янв в в вд вінка ю вки "не і, Ко й ще ф і і і 3

Фіг. БА

: г 1 Ан ТА В лекс дієт «Жде сх ше | м дід: пса вк ло. лає пуделя «Мода КН ко 4 що г :

Фіг. 5 до р й 7 тис ! 17 шен плн тн чл: пннннннннр ! 78

Фіг. 5С я : ях ; дії хо 5 АЙ срджетя Мед мо Кн ія ніки А кінні ик теснйдн Ж дк кс дядя пе кіндн «Ежен х Днн же іх кникх

Фіг. 50