RU184043U1 - HYDROCYCLONE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к аппаратам для разделения гетерогенных систем под действием центробежных сил, которые предназначены для классификации и обогащения в жидкой среде тонко измельченных материалов по крупности, для сгущения продуктов обогащения и могут быть использованы в нефтяной, цветной и других отраслях промышленности. Технический результат заключается в повышении разделительной способности гидроциклона за счет снижения вероятности попадания твердых частиц в отводной сливной патрубок из внешней части восходящего потока и регулирования степени разделения. Для достижения технического результата предложен гидроциклон, включающий корпус, состоящий из цилиндрической части (1) с крышкой (2) и конической части (3), тангенциальный входной патрубок (4) в цилиндрической части, коаксиально расположенный отводной сливной патрубок (5) и песковую насадку (6). Новым является то, что отводной сливной патрубок (5) снабжен на торце дисковым ступенчатым отражателем (7), выполненным с коническим выступом (8), обращенным конической поверхностью к стенкам конической части корпуса. При этом дисковый ступенчатый отражатель (7) установлен на отводном сливном патрубке (5) с возможностью вертикального перемещения и фиксации, в частности, с помощью резьбового соединения (9). Кроме того, внутренняя поверхность конического выступа (8) дискового ступенчатого отражателя выполнена цилиндрической, совпадающей с внутренней поверхностью отводного сливного патрубка (5). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to apparatuses for separating heterogeneous systems under the influence of centrifugal forces, which are designed to classify and enrich finely ground materials in a liquid medium by size, to thicken enrichment products and can be used in the oil, color and other industries. The technical result consists in increasing the separation ability of the hydrocyclone by reducing the likelihood of solid particles entering the drain outlet from the external part of the upward flow and controlling the degree of separation. To achieve a technical result, a hydrocyclone is proposed, including a housing consisting of a cylindrical part (1) with a cover (2) and a conical part (3), a tangential inlet pipe (4) in the cylindrical part, a coaxially located outlet pipe (5) and a sand nozzle (6). What is new is that the outlet drain pipe (5) is provided at the end with a disk step reflector (7) made with a conical protrusion (8) facing a conical surface to the walls of the conical part of the housing. At the same time, a disk stepped reflector (7) is mounted on the outlet drain pipe (5) with the possibility of vertical movement and fixation, in particular, using a threaded connection (9). In addition, the inner surface of the conical protrusion (8) of the disk step reflector is cylindrical, coinciding with the inner surface of the outlet drain pipe (5). 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Заявляемая полезная модель относится к аппаратам для разделения гетерогенных систем под действием центробежных сил. Аппараты предназначены для классификации и обогащения в жидкой среде тонко измельченных материалов по крупности, для сгущения продуктов обогащения и могут быть использованы в нефтяной, цветной и других отраслях промышленности.The inventive utility model relates to apparatus for separating heterogeneous systems under the influence of centrifugal forces. The devices are intended for classification and enrichment of finely ground materials by size in a liquid medium, for thickening enrichment products and can be used in the oil, non-ferrous and other industries.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус, патрубок подачи исходной суспензии, патрубки для отвода осветленной и сгущенной фракций суспензии, устройство для отвода сгущенной фракции суспензии, выполненное в виде двух установленных коаксиально корпусу гидроциклона горизонтальных дисков, нижний из которых закреплен на валу и имеет возможность вращения и вертикального перемещения, а верхний имеет форму кольца и жестко соединен с корпусом гидроциклона, между дисками образован радиальный канал, а с верхним диском жестко соединена емкость, образующая с ним цилиндрическую камеру с патрубками для отвода сгущенной фракции суспензии (Патент РФ №2372147 С1, дата приоритета 16.06.2008, дата публикации 10.11.2009, автор Яблонский В.О., RU).Known hydrocyclone containing a cylindrical housing, a pipe for supplying the initial suspension, pipes for draining the clarified and condensed fractions of the suspension, a device for removing the condensed fractions of the suspension, made in the form of two horizontal disks mounted coaxially to the body of the hydrocyclone, the lower of which is mounted on the shaft and can rotate and vertical displacement, and the upper one has the shape of a ring and is rigidly connected to the hydrocyclone body, a radial channel is formed between the disks, and it is rigidly connected to the upper disk a container is connected that forms a cylindrical chamber with pipes for draining the condensed suspension fraction (RF Patent No. 2372147 C1, priority date 06.16.2008, publication date 10.11.2009, author Yablonsky V.O., RU).

Недостаток известного аналога заключается в том, что из-за образующегося в процессе движения жидкости в нем так называемого подкрышечного кольцевого вихря, составляющего примерно 20-30% от исходного питания, обогащенная твердой фазой его часть направляется вниз по стенкам сливного патрубка и частично вовлекается в слив вместе с внутренним восходящим потоком, снижая эффективность разделения дисперсных систем.A disadvantage of the known analogue is that due to the so-called axillary annular vortex formed during the movement of the liquid in it, which constitutes about 20-30% of the initial power supply, part of it enriched in the solid phase is directed down the walls of the drain pipe and is partially involved in the drain together with the internal upward flow, reducing the separation efficiency of dispersed systems.

Наиболее близким по технической сущности является гидроциклон, принятый в качестве прототипа, включающий корпус, содержащий верхнюю цилиндрическую и нижнюю коническую части, тангенциальный входной, сливной и песковый патрубки, внутри корпуса в верхней и нижней частях сливного патрубка жестко закреплены горизонтальные кольцевые диски для разделения потока очищаемой жидкости на внешнюю и внутреннюю зоны (Патент РФ №136367 U1, дата приоритета 04.07.2013, дата публикации 10.01.2014, авторы: Голованчиков А.Б. и др., RU, прототип).The closest in technical essence is a hydrocyclone adopted as a prototype, comprising a housing containing an upper cylindrical and lower conical part, a tangential inlet, drain and sand nozzle, horizontal annular disks are rigidly fixed inside the housing in the upper and lower parts of the drain nozzle to separate the flow of cleaned liquid on the external and internal zones (RF Patent No. 136367 U1, priority date 04.07.2013, publication date 01/10/2014, authors: Golovanchikov A.B. et al., RU, prototype).

Недостатком прототипа является низкая эффективность разделения дисперсных систем, обусловленная тем, что основная часть двигающегося вверх внутреннего потока уходит через сливной патрубок, а часть его отражается от нижнего кольцевого диска и меняет свое направление на радиальное, причем половина этого потока направлена в сторону стенки гидроциклона, а другая часть, направленная к центру, попадает в сливной патрубок, в результате чего снижается эффективность разделения дисперсных систем.The disadvantage of the prototype is the low separation efficiency of disperse systems, due to the fact that the main part of the upward flowing internal stream leaves through the drain pipe, and part of it is reflected from the lower annular disk and changes its direction to radial, with half of this flow directed towards the hydrocyclone wall, and the other part directed toward the center enters the drain pipe, as a result of which the separation efficiency of dispersed systems is reduced.

Технической проблемой является создание конструкции, обеспечивающей повышение разделительной способности гидроциклона.A technical problem is the creation of a design that provides an increase in the separation ability of a hydrocyclone.

Для решения технической проблемы предложен гидроциклон, включающий корпус с крышкой, состоящий из цилиндрической и конической частей, тангенциальный входной патрубок в цилиндрической части, коаксиально расположенный отводной сливной патрубок и песковую насадку. Новым является то, что отводной сливной патрубок снабжен на торце дисковым ступенчатым отражателем, выполненным с коническим выступом, обращенным конической поверхностью к стенкам конической части корпуса, при этом дисковый ступенчатый отражатель установлен на отводном сливном патрубке с возможностью вертикального перемещения и фиксации, причем внутренняя поверхность конического выступа выполнена цилиндрической, совпадающей с внутренней поверхностью отводного сливного патрубка.To solve a technical problem, a hydrocyclone is proposed, including a housing with a cover, consisting of a cylindrical and conical parts, a tangential inlet pipe in the cylindrical part, a coaxially located outlet pipe and a sand nozzle. What is new is that the outlet drain pipe is provided at the end with a disk step reflector made with a conical protrusion facing the conical surface to the walls of the conical part of the housing, while the disk step reflector is mounted on the outlet drain pipe with the possibility of vertical movement and fixing, and the inner surface of the conical the protrusion is made cylindrical, coinciding with the inner surface of the outlet drain pipe.

Согласно полезной модели, дисковый ступенчатый отражатель установлен на отводном сливном патрубке с помощью резьбового соединения.According to a utility model, a disk stepped reflector is mounted on an outlet drain pipe using a threaded connection.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в повышении разделительной способности гидроциклона за счет снижения вероятности попадания твердых частиц в отводной сливной патрубок из внешней части восходящего потока и регулирования степени разделения в связи с установкой дискового ступенчатого отражателя с коническим выступом с возможностью его вертикального перемещения на конце отводного сливного патрубка.The technical result that can be obtained by implementing the utility model is to increase the separation ability of the hydrocyclone by reducing the likelihood of solid particles getting into the outlet drain pipe from the external part of the upward flow and adjusting the degree of separation in connection with the installation of a disk step reflector with a conical protrusion with the possibility its vertical movement at the end of the outlet drain pipe.

На фиг. 1 схематично изображен гидроциклон предлагаемой конструкции, продольный разрез; на фиг. 2 - цилиндрическая часть гидроциклона с отображением движения жидкости.In FIG. 1 schematically shows a hydrocyclone of the proposed design, a longitudinal section; in FIG. 2 - a cylindrical part of a hydrocyclone with the display of fluid motion.

Гидроциклон содержит корпус, состоящий из верхней цилиндрической части 1 с крышкой 2 и нижней конической части 3, тангенциальный входной патрубок 4 в цилиндрической части, коаксиально расположенный в ней отводной сливной патрубок 5 и песковую насадку 6. Отводной сливной патрубок (5) снабжен на нижнем торце дисковым ступенчатым отражателем 7, выполненным с коническим выступом 8, обращенным конической поверхностью к стенкам конической части корпуса. При этом дисковый ступенчатый отражатель 7 установлен на отводном сливном патрубке (5) с возможностью вертикального перемещения и фиксации, например, с помощью резьбового соединения 9, обеспечивающего более тонкое регулирование степени разделения. Кроме того, внутренняя поверхность конического выступа (8) дискового ступенчатого отражателя выполнена цилиндрической, совпадающей с внутренней поверхностью отводного сливного патрубка (5).The hydrocyclone contains a housing consisting of an upper cylindrical part 1 with a cover 2 and a lower conical part 3, a tangential inlet pipe 4 in the cylindrical part, an outlet drain pipe 5 coaxially located therein and a sand nozzle 6. An outlet drain pipe (5) is provided at the lower end a disk step reflector 7 made with a conical protrusion 8 facing a conical surface to the walls of the conical part of the housing. At the same time, the disk step reflector 7 is mounted on the drain outlet pipe (5) with the possibility of vertical movement and fixation, for example, by means of a threaded connection 9, which provides finer control of the degree of separation. In addition, the inner surface of the conical protrusion (8) of the disk step reflector is cylindrical, coinciding with the inner surface of the outlet drain pipe (5).

Гидроциклон работает следующим образом. Тонкоизмельченный материал в жидкой среде в виде пульпы нагнетают под давлением в тангенциальный входной патрубок 4. При дальнейшем вращательном движении в цилиндрической части 1 поток пульпы спускается по спиральной траектории вдоль стен конической части корпуса 3 к песковой насадке 6. В гидроциклоне возникают два основных вращающихся в одну сторону потока: внешний, имеющий поступательное движение по спирали вниз, и внутренний, двигающийся по спирали вверх к отводному сливному патрубку 5. Внешний поток, подходя к вершине конуса 3, делится на две части: нижнюю, которая, не меняя направления поступательного движения, уходит из гидроциклона через песковую насадку 6, и верхнюю, которая образует внутренний поток, изменяя направление поступательного движения на противоположное.The hydrocyclone works as follows. The finely ground material in a liquid medium in the form of pulp is injected under pressure into the tangential inlet pipe 4. With further rotational movement in the cylindrical part 1, the pulp stream descends along a spiral path along the walls of the conical part of the casing 3 to the sand nozzle 6. Two main ones rotate in a hydrocyclone flow side: external, spiraling downward, and internal, spiraling upward to the drain outlet 5. External flow, approaching the top of the cone 3, is divided into two parts: the lower one, which, without changing the direction of translational motion, leaves the hydrocyclone through the sand nozzle 6, and the upper one, which forms the internal flow, reversing the direction of translational motion.

Основная часть двигающегося вверх внутреннего потока уходит в отводной сливной патрубок 5, а часть его, отразившись от дискового ступенчатого отражателя 7, вновь меняет свое направление на радиальное, в сторону стенки гидроциклона. Эта радиальная часть внутреннего потока «A₁» усиливает действие центробежных сил, повышая эффективность разделения дисперсных систем.The main part of the internal flow moving upward goes into the outlet drain pipe 5, and part of it, reflected from the disk step reflector 7, again changes its direction to the radial, towards the hydrocyclone wall. This radial part of the internal stream “A ₁ ” enhances the action of centrifugal forces, increasing the efficiency of separation of dispersed systems.

Кроме этих основных потоков имеется так называемый подкрышечный кольцевой вихрь, образованный частью исходного питания, обтекающего крышку гидроциклона, часть которого, обогащенная твердой фазой, направляется затем вниз по стенкам отводного сливного патрубка 5 и, отразившись от дискового ступенчатого отражателя 7, меняет свое направление на радиальное «А₂», в сторону стенки гидроциклона, усиливая тем самым действие центробежных сил.In addition to these main flows, there is a so-called axillary annular vortex formed by part of the initial power flowing around the hydrocyclone cover, part of which, enriched in the solid phase, is then directed down the walls of the outlet drain pipe 5 and, reflected from the disk step reflector 7, changes its direction to radial "A ₂ ", in the direction of the wall of the hydrocyclone, thereby enhancing the action of centrifugal forces.

В результате того, что гидроциклон снабжен дисковым ступенчатым отражателем 7 с коническим выступом 8, установленным на отводном сливном патрубке 5 в торце, часть подкрышечного кольцевого вихря, обогащенная твердой фазой не только не попадает в отводной сливной патрубок 5, но и преобразуется в радиальный поток «А₂», усиливающий тем самым действие центробежных сил. Подобным образом, и часть внутреннего вертикального потока также меняет свое направление на радиальное «A₁», в сторону стенки циклона, усиливая тем самым действие центробежных сил.As a result of the fact that the hydrocyclone is equipped with a disk step reflector 7 with a conical protrusion 8 mounted on the outlet drain pipe 5 at the end, a part of the axillary annular vortex enriched in the solid phase not only does not fall into the drain drain pipe 5, but is also converted into a radial flow A ₂ ”, thereby enhancing the action of centrifugal forces. Similarly, part of the internal vertical flow also changes its direction to the radial “A ₁ ”, towards the cyclone wall, thereby enhancing the action of centrifugal forces.

Таким образом, предложенное конструктивное исполнение гидроциклона в совокупности обеспечивает повышенную эффективность разделения дисперсных систем.Thus, the proposed design of the hydrocyclone in the aggregate provides increased separation efficiency of dispersed systems.

Claims (2)

1. Гидроциклон, включающий корпус с крышкой, состоящий из цилиндрической и конической частей, тангенциальный входной патрубок в цилиндрической части, коаксиально расположенный отводной сливной патрубок и песковую насадку, отличающийся тем, что отводной сливной патрубок снабжен на торце дисковым ступенчатым отражателем, выполненным с коническим выступом, обращенным конической поверхностью к стенкам конической части корпуса, при этом дисковый ступенчатый отражатель установлен на отводном сливном патрубке с возможностью вертикального перемещения и фиксации, причем внутренняя поверхность конического выступа выполнена цилиндрической, совпадающей с внутренней поверхностью отводного сливного патрубка.1. Hydrocyclone, comprising a housing with a cover, consisting of a cylindrical and conical parts, a tangential inlet pipe in the cylindrical part, a coaxially located outlet pipe and a sand nozzle, characterized in that the outlet pipe is provided at the end with a disk step reflector made with a conical protrusion facing the conical surface to the walls of the conical part of the housing, while the disk step reflector is mounted on the drain outlet pipe with the possibility of vertical moving and fixing, and the inner surface of the conical protrusion is made cylindrical, coinciding with the inner surface of the outlet drain pipe. 2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что дисковый ступенчатый отражатель установлен на отводном сливном патрубке с помощью резьбового соединения.2. Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the disk step reflector is mounted on the drain outlet pipe using a threaded connection.

Images