Мультигидроциклон

Мультигидроциклон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»733738 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16,12.77 (21) 2555314/23-26 г (51)M. Кл.

В 04 С 5/24 с присоединением заявки ¹вЂ”

Гпсударстеенный комитет (23) Приоритет

СССР по делам изобретений н аткрытнй

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18 (53) УДК 621. .928.37 (088.8) Дата опубликования описания 18.05.80 (72) Авторы изобретения

В. А. Вайдуков, В. М. Колинько и А. И. Самохвалов

Д зержинский филиал научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (7.) Заявитель (54) МУЛЬТИГИДРОПИКЛОН

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для разделения суспензий под действием центробежных сил и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен мультигидроциклон, включающий конический корпус с установленными внутри него коническими сепарирующими элементами, в верхней части которых размещены патрубки ввода исходнои суспен10 зии, соединенные с общим питающим патрубком, камеры сбора осветленной и сгущенной фракций (1J . Недостатком этого устройства является значительное гидрав15 лическое сопротивление, создаваемое за счет трения вихревого потока во входных каналах, которыми снабжен каждый сепарируюший элемент, значительное гидравлическое сопротивление приводит, в свою гп очередь, к снижению эффективности разделения суспензий, особенно высоковязких.

Известен также мультигидроциклон, включающий конический корпус с общим

2 входным патрубком и конусным распределителем, и установленные внутри него попарно объединенные конусные сепарирующие элементы, в смежной стенке которых выполнены щели, тангенциальные входные патрубки, сливные патрубки, соединенные со сливной камерой, расположенной в верхней части корпуса, и песковые патрубки, соединенные с песковой камерой, размещенной в нижней части корпуса (2j

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату. Но гри разделении концентрированньсс суспензий с широким диапазоном по гранулометрическому составу твердой фазы этот мультигидроциклон допускает большой унос твердой фазы в осветленную жидкость. Применение же единичных элементов в мультигидроциклонах, рассчитанных на меньшее граничное зерно твердой фазы, ведет к моментальной их забивке, T .å. аппарат становится практически неработоспособным. Низкая надежность мультигидроцик733738

40 лона в работе при об1габотке суспензий, содержащих крупные агломераты в твердой фазе, ".îêå является недостатком, поскольку это ведет к забивке ими входи>.х тангенциальных отверстий единичных элементов, Целью изобретения является повышение эффективности разделения путем предотвращения забивки песковых патрубков сепарирукших элементов крупными агломерата ми.

Поставленная цель достигается тем, что он снабжен установленным в централь ной части корпуса и соединенным с тангенциальйыми входными патрубками сепарирующих элементов дополнительным гидроциклоном со спивным патрубком, в;отором размещен конусный распределитель.

На фиг. 1 представлен общий вид

20 мультигидроциклона; на фиг. 2 — разрез

А-Б-В-Г-Д-Е на фиг. 1; на фиг. 3 разрез

Ж-Ж на фиг. 1.

Мультигидроциклон состоит из конического корпуса 1 с установленными внутри него попарно объединенными конусными сепарируюшими элементами 2. В смежных стенках сепарирующих элементов 2 выполнены продольные щели 3, а в верхней их части размещены входные патрубки 4. Щели 3 выполнены треугольной формы с центральным углом 1317 и хордой имеющей в месте ввода входного отверстия длину, равную 0,1О, 1 5 диаметра сепарирующего элемента.

Входные патрубки 4 с периферийной части корпуса 1 снабжаются рассекателями 5, обеспечивающими технологичность конструкции аппарата. Для подачи исходной сусгензии служит общий питающий патрубок 6, ось которого лежит в горизонтальной плоскости (фиг. 1 и 3), переходящий в питающий канал 7, Питакший канал 7 выполнен в теле корпуса, в связи с чем, 45 например, один из конусных сепарирующих элементов не выполняется. Одновременно благодаря этому внутренняя часть корпуса соединяется с наружной, Входные патрубки 4 с периферийной части корпуса.

1 сепарируки его элемента 8, не имеющего пары, снабжены вкладышами 9, обеспечивающими технологичность изготовления ввода. Все конические сепарируюшие элементы 2 и 8 снабжены центральными слив55 ными насадками 10, которые закреплены прижимной планкой 11, служащей одновременно для создания жесткости внутренней части корпуса 1 относительно наружной.

К в рхней части корпуса 1. примыкает обш; я камера осветленной фракции 12, в боковой стенке которой имеется патрубок для выхода осветленной фракции 13, К нижней части корпуса 1 примыкает общая камера сбора сгущенной фракции 14 со сменным песковым патрубком выгруя ки сгущенной фракции 15. Полости сепарируюи1их элементов 2 и сепарируюшего эле .:ента 8, не имеющего пары, соединены с камерой сгущенной фракции 14 песковыми отверстиями 16. В центре конического корпуса 1 между конусными попарно объединенными сепарирующими элементами 2 и 8 по всей их высоте расположена камера предварительного разделения, выполненная в виде гидроциклона 17 с центральным сливным патрубком 18 в верхней ее части, укрепленным с помощью стопорного кольца 19. Питающий канал в теле корпуса 1 выполнен тангенциально по отношению к гидроциклону 17 (фиг. 3).

Верхняя поверхность сливного патрубка

18 выполнена криволинейной и расширяюгдейся снизу вверх. В сливном патрубке

18 выполнено сливное отверстие 20. Гидроциклон 17 в нижней части имеет круглое отверстие 21, посредством которого он сообщается с камерой сгущенной фракции 14. Над сливным отверстием 20 соосно сливному патрубку 18 установлен конусный распределитель 22, имеющий нижнюю криволинейную поверхность с вершиной, опущенной.в полость сливного патрубка 18. Распределитель 22 устанавливается в стакане 23 и крепится к нему болтами сверху. Стакан 23 приваривается к корпусу 1 в верхней его части. На нижней криволинейной поверхности распределителя 22 по числу пар сепарирующих элементов 2 и сепарирую щего элемента

8, не имеющего пары, выполнены направлякщие радиальные лопатки 24. Верхнее сливное отверстие 20 сообщено с входными патрубками 4 сепарирующих элементов сужающейся по направлению от центра к периферии полостью 25, образованной нижней поверхностью распределителя 22 и верхней поверхностью сливного патрубка 18. Направляющие радиальные лопатки 24 установлены таким образом, что проекции их середин на боковую поверхность полости 25 не выходят за пределы питающих отверстий входных патрубков 4. Направляющие лопатки 24 могут быть выполнены криволинейными, причем внутренний угол между направлением вращающегося потока и криволинейЛ 733 ной поверхностью лопаток 24 (угол между двумя касательными, проведенными к поверхностям через точку их пересечения) меньше 90 а касательные, проведенные к боковым криволинейным поверхностям лопаток 24 в месте их концов не выходят за пределы питающих отверстий входных патрубков 4. Площадь отверстия сменного патрубка выгрузки сгущенной фракции 15 выполнена равной сумме рас- п четных площадей песковых отверстий всех сепарирующих элементов и расчетной площади пескового отверстия гидроциклона предварительного разделения 17.

Предлагаемый мультигидроциклон работает следующим образом.

Исходную суспензию под напором через питающий патрубок 6 подают в питающий канал 7. Перемещаясь по питающему -ан- 20 генциальному каналу 7, исходная суспензия поступает в гидроциклон 17, где происХодит ее предварительное разделение. Под действием центробежных сил наиболее крупные твердые частицы направляются к стенкам гидроцикпона 17 и в наружном спиральном нисходящем вихре с частью жидкой фазы факелом (зонтообразная выгрузка) через песковое отверстие 21 отводятся в камеру сгущенной фракции 14, Основная часть жидкой фазы исходной суспензии с наиболее мелкими и легкими частицами твердой фазы (объединенная суспензия) восходящим осветленным вихревым потоком отводится из гидроциклона 17 через сливное отверстие 20 в сливном патрубке 18. Затем обедненная суспензия, плавно огибая конусный распределитель 22, поступает в радиальные входные патрубки 4.. Перед поступлением в радиальные входные патрубки 4, благодаря прохождению суспензии в сужающейся по направлению от центра к периферии полости 25 и наличию направляющих лопаток 24, поток суспензии гминизируется (послойное течение без значительных завихрений) и спрямляется. Из радиальных входных патрубков

4 обедненная суспензия тангенциально и

50 равномерно распределяется на пары смежных конусных сепарирующих элементов 2 и сепарирующий элемент 8, не имеющий пары, приобретая в них интенсивное движение. При этом вихри суспензии

55 смежных рабочих полостей контактируют между собой по продольньгм щелям 3, исключая в этом месте трение суспензии о стенки. Твердые частицы суспензии за

738,( счет центробежного эффекта направляются к периферии сенарируюших элементов 2 и

8 и вихревыми потоками вьходят в камер сгущенной фракции 14, попадая в факел нисходящего вихря внутреннего гидроцпклона 17. Осветленная жидкос-.ü восходящими потоками отводится из сепарирук ших элементов 2 и 8 через центральные сливные насадки 10 в камеру сбора осветленной фракции 12 и далее через патрубок 13 по назначению.

Ввиду того, что требуемая степень сгущения в предлагаемом аппарате достигается плошадью сменного пескового патрубка 15, равной сумме расчетных площадей песковых патрубков всех сепарируюи;их элементов и расчетной плошади пескового патрубка гидроциклона 17, а сумма площадей песковых отверстий 16 всех сепарирующих элементов и площади отверстий 21 выше расчетной площади пескового патрубка гидроциклона предварительного разделения 17, он обладает повышенной надежностью. Другими словами, крупные агломераты и посторонние включения, прошедшие через питающий канал 7 в предлагаемый мультигидроциклон, не смогут засорить входные патрубки и выгрузочные песковые отверстия 16, отверстие 21 и общий песковый патруоок 15.

Песковые отверстия 16 сепарируюших элементов 2 и 8 не могут засориться твердь ми частицами вообще ни при каких условиях, так как по ходу обработки суспензий сепарируюшие элементы находятся после гидроциклона предварительного разделения 17. Одновременно значительно повышается эффективность разделения концентрированных суспензий в предлагаемом мультигидроциклоне =-а счет того, что наиболее грубая часть твердой фракции выделяется в центральном гидроциклоне большого размера, а наиболее тонкая (мелкая) часть фракции выделяется в периферийных сепарирующих элементах меньшего диаметра, рассчитанных на мелкое граничное зерно. К тому же в данном мультигидроциклоне периферийные гидроциклонные элементы работают уже на обедненной малоконцентрированной суспензии, поэтому условия для разделения ее облегчаются.

Формула изобретения

Мультигидроциклон, включающий конический корпус с общим входным патрубком и конусным распределителем, и установ733738

12

/ ленные внутри него попарно обьединеннь.е конусные сепарирующие элементы, в смежной стенке которых выполнены щели, тангенциальные входные патрубки, сливные патрубки, соединенные со сливной камерой, расположенной в верхней части корпуса, и песковые патрубки, соединенные с песковой камерой, размещен» ной в нижней части корпуса, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повы- 10 шения эффективности разделения путем предотвращения забивки песковых патрубков сепарирующих элементов крупными агломератами, он снабжен установленным в центральной части корпуса и соединенным с тангенциальными входными патрубками сепарирующих элементов дополни« тельным гидроциклоном со сливным патрубком, в котором размещен конусный рас п ределител ь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Л" 1058470, кл. 12 d 1/01, 1959, 2. Заявка Л о 2396384/23-26, кл. В 04 С 5/24, 06.08.76 r., по которой принято решение о выдаче автор ского свидетельства.