RU2205698C2 - Hydrocyclone - Google Patents

Abstract

FIELD: equipment for mineral concentration; applicable in classification of mineral mixtures in aqueous medium. SUBSTANCE: hydrocyclone includes body separated by partition into filtrate chamber and initial material separation chamber, with tangentially installed supplying and discharging branch pipes. Filtrate chamber is formed by latticed sleeve installed coaxially to body and provided with electrode. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для классификации минеральных смесей в водной среде. Одним из основных требований, предъявляемых к оборудованию для классификации, является его производительность при требуемом качестве фильтрата. The invention relates to equipment for mineral processing and can be used to classify mineral mixtures in the aquatic environment. One of the main requirements for classification equipment is its performance with the required quality of the filtrate.

Известен гидроциклон, включающий цилиндрический корпус, разделенный перегородкой на камеру фильтрата и камеру разделения исходного материала с тангенциально установленным в верхней части питающим патрубком в нижней части корпуса (а.с. СССР 1118409, 09.07.82 г.). В известном устройстве перегородка выполнена из перфорированного материала и выполняет роль фильтровального элемента, ограничивающего возможность попадания крупных частиц в камеру фильтрата. В процессе работы гидроциклона происходит накопление осадка на перегородке и уменьшается скорость классификации. A hydrocyclone is known, including a cylindrical body divided by a partition into a filtrate chamber and a source material separation chamber with a supply pipe tangentially installed in the upper part in the lower part of the housing (AS USSR 1118409, July 9, 1992). In the known device, the partition is made of perforated material and acts as a filter element, limiting the possibility of large particles entering the filtrate chamber. During the operation of the hydrocyclone, sediment accumulates on the septum and the classification rate decreases.

Для очистки фильтровального элемента известное устройство снабжено системой колеблющихся поршней, которые механически возбуждают знакопеременные колебания потока суспензии через перегородку. Благодаря возвратно-поступательному потоку жидкости через перегородку часть осадка снимается. To clean the filter element, the known device is equipped with a system of oscillating pistons, which mechanically excite alternating oscillations of the suspension flow through the partition. Due to the reciprocating fluid flow through the septum, part of the sediment is removed.

Недостатком известного устройства является его невысокая производительность, обусловленная тем, что сам процесс классификации происходит в тот период времени, когда давление в камере разделения исходного материала выше, чем давление в камере фильтрата. Последнее в известном устройстве создается механическим путем и составляет половину рабочего цикла. A disadvantage of the known device is its low productivity, due to the fact that the classification process itself occurs at that time when the pressure in the separation chamber of the source material is higher than the pressure in the filtrate chamber. The latter in a known device is created mechanically and is half the duty cycle.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такой конструкции гидроциклона, применение которой позволило бы повысить производительность. The basis of the present invention is the task of creating such a design of a hydrocyclone, the use of which would improve productivity.

Поставленная задача решается тем, что в гидроциклоне, включающем цилиндрический корпус, разделенный перегородкой на камеру фильтрата и камеру разделения исходного материала с тангенциально установленным в верхней части питающим патрубком и отводным патрубком в нижней части, согласно изобретению камера фильтрата образована сетчатым стаканом, установленным соосно корпусу, в котором установлен электрод. Выполнение камеры фильтрата в форме сетчатого стакана позволяет увеличить площадь фильтрации и оптимизировать процесс классификации за счет увеличения площади фильтрующего элемента и обеспечения процесса фильтрации по всей фильтрующей поверхности. Наличие электрода позволяет периодически создавать в суспензии электрогидродинамическим способом импульс давления в камере исходного материала. Время действия импульса давления, необходимого для очистки фильтрующего элемента, значительно меньше, чем время действия импульса давления, создаваемого механическим путем за счет вибрации, что позволяет увеличить скорость классификации и тем самым повысить производительность работы гидроциклона. Кроме того, величина давления, создаваемого электрогидродинамическим, способом может намного превышать величину давления, создаваемого механическим путем, что позволяет не только освобождать поверхность фильтрующего элемента от осадка, но и удалять из ячеек фильтрующей поверхности застрявшие в них частиц зернистого материала. The problem is solved in that in a hydrocyclone comprising a cylindrical body divided by a partition into a filtrate chamber and a source material separation chamber with a supply pipe tangentially mounted in the upper part and a discharge pipe in the lower part, according to the invention, the filtrate chamber is formed by a mesh cup mounted coaxially to the body, in which the electrode is installed. The implementation of the filtrate chamber in the form of a mesh cup allows to increase the filtration area and optimize the classification process by increasing the area of the filter element and ensuring the filtration process along the entire filter surface. The presence of an electrode makes it possible to periodically create a pressure pulse in the chamber of the starting material in the suspension by the electrohydrodynamic method. The duration of the pressure pulse needed to clean the filter element is much shorter than the duration of the pressure pulse generated mechanically by vibration, which allows to increase the classification speed and thereby increase the performance of the hydrocyclone. In addition, the pressure created by the electrohydrodynamic method can be much higher than the pressure generated mechanically, which allows not only to free the surface of the filter element from sediment, but also to remove particles of granular material stuck in them from the cells of the filter surface.

В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием его выполнения со ссылками на чертеж, на котором представлена конструкция гидроциклона, общий вид. The invention is further explained in the detailed description of its implementation with reference to the drawing, which shows the design of the hydrocyclone, a General view.

Гидроциклон включает корпус 1, разделенный на камеру 2 фильтрата и камеру 3 разделения исходного материала с тангенциально установленным в верхней части питающим патрубком 4 и отводным патрубком 5. Между камерой 2 фильтрата и камерой 3 разделения исходного материала соосно корпусу 1 установлен цилиндрический сетчатый стакан 6, в котором с возможностью вертикального перемещения, установлен электрод 7, покрытый изоляционным материалом и подключенный к электроимпульсному генератору (на чертеже не указан), при этом неизолированный конец 8 электрода 7 расположен в геометрическом центре продольного сечения сетчатого стакана 6. The hydrocyclone includes a housing 1, divided into a filtrate chamber 2 and a source material separation chamber 3 with a supply pipe 4 tangentially mounted in the upper part and a branch pipe 5. A cylindrical mesh cup 6 is installed coaxially to the housing 1 between the filtrate chamber 2 and the source material separation chamber 3 which with the possibility of vertical movement, an electrode 7 is installed, covered with insulating material and connected to an electric pulse generator (not shown in the drawing), while the uninsulated end 8 of the electric sort 7 is located in the geometric center of the longitudinal section of mesh cups 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Исходный материал в виде суспензии под постоянным давлением поступает в корпус 1 гидроциклона по питающему патрубку 4 и приобретает в нем вихревое вращательное движение. Под действием возникающих при вращательньном движении центробежных сил и вследствие различия в скоростях движения разделяемых минеральных частиц относительно жидкой среды происходит их разделение по крупности и/или по плотности таким образом, что частицы большей крупности и большей плотности оттесняются к периферийной части камеры 3 разделения исходного материала и, увлекаемые нисходящим потоком вниз, через отводной патрубок 5 выводятся из гидроциклона. Более мелкие и более легкие частицы оттесняются во внутренний приосевой восходящий поток и, проходя через фильтровальный элемент, выполненный в виде цилиндрического сетчатого стакана 6, попадают в камеру 2 фильтрата. Частицы минеральной смеси, размер которых превышает размер ячейки сетчатого стакана 6, задерживаются у поверхности последнего и образуют на нем слой осадка. Для очистки поверхности стакана 6 периодически включают электрогидроимпульсный генератор, при этом на неизолированном конце 8 электрода 7 возникает искровой электрический разряд, разрядный канал которого близок к сферическому, и образуется парогазовая полость, давление в которой достигает 100 МПа. Таким образом, в камере фильтрата 2 возбуждается ударная волна, которая создает импульс давления. Когда ударная волна достигает поверхности сетчатого стакана 6, она очищает поверхность фильтрующего элемента от образовавшегося на нем осадка и также удаляет минеральные частицы, которые застряли в ячейках. Частоту и мощность электрического импульса подбирают экспериментальным путем в каждом конкретном случае, в зависимости от типа фильтруемой суспензии. Таким образом, применение предлагаемой конструкцию гидроциклона позволяет повысить производительность за счет интенсификации процесса классификации. По сравнению с прототипом, предлагаемое техническое решение позволяет значительно упростить конструкцию, а также снизить энергетические затраты на технологический процесс классификации, связанные с необходимостью осуществлять непрерывное колебание всего объема жидкости в аппарате. The source material in the form of a suspension under constant pressure enters the housing 1 of the hydrocyclone through the supply pipe 4 and acquires a swirling rotational motion in it. Under the action of centrifugal forces arising from the rotational movement and due to differences in the speeds of the separated mineral particles relative to the liquid medium, they are separated by size and / or density so that particles of a larger size and higher density are pushed to the peripheral part of the source material separation chamber 3 and carried away by the downward flow through the branch pipe 5 are removed from the hydrocyclone. Smaller and lighter particles are forced into the internal axial upward flow and, passing through the filter element, made in the form of a cylindrical mesh Cup 6, fall into the chamber 2 of the filtrate. Particles of the mineral mixture, the size of which exceeds the mesh size of the mesh glass 6, are retained at the surface of the latter and form a sediment layer on it. To clean the surface of the glass 6, an electrohydropulse generator is periodically turned on, and a spark electric discharge occurs at the non-insulated end 8 of electrode 7, the discharge channel of which is close to spherical, and a vapor-gas cavity is formed, the pressure in which reaches 100 MPa. Thus, a shock wave is excited in the filtrate chamber 2, which creates a pressure impulse. When the shock wave reaches the surface of the mesh cup 6, it cleans the surface of the filter element from the precipitate formed on it and also removes mineral particles that are stuck in the cells. The frequency and power of the electrical pulse are selected experimentally in each case, depending on the type of suspension being filtered. Thus, the application of the proposed design of the hydrocyclone can improve productivity due to the intensification of the classification process. Compared with the prototype, the proposed technical solution can significantly simplify the design, as well as reduce the energy costs of the classification process associated with the need to continuously fluctuate the entire volume of liquid in the apparatus.

Особенно эффективно применение заявленного устройства при использовании плотных фильтровальных элементов с низким коэффициентом живого сечения, для эффективной очистки и регенерации которых необходимы большие перепады давлений. Especially effective is the use of the claimed device when using dense filter elements with a low coefficient of living cross-section, for effective cleaning and regeneration of which requires large pressure drops.

Гидроциклон прост в эксплуатации и может быть использован в условиях промышленного производства. В конструкции используются стандартные узлы и комплектующие. The hydrocyclone is easy to operate and can be used in industrial production. The design uses standard components and accessories.

Claims (1)

Гидроциклон, включающий корпус, разделенный перегородкой на камеру фильтрата и камеру разделения исходного материала, с тангенциально установленным в верхней части питающим патрубком и отводным патрубком в нижней части, отличающийся тем, что камера фильтрата образована сетчатым стаканом, установленным соосно корпусу, в котором расположен электрод. A hydrocyclone comprising a housing divided by a partition into a filtrate chamber and a source material separation chamber, with a supply pipe tangentially installed in the upper part and a discharge pipe in the lower part, characterized in that the filtrate chamber is formed by a mesh cup mounted coaxially with the housing in which the electrode is located.