гидроциклон
Классы МПК: | B04C5/08 конструкции вихревых камер |
Автор(ы): | Яблонский В.О. |
Патентообладатель(и): | Волгоградский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-11-04 публикация патента:
20.03.2004 |
Изобретение предназначено для разделения неоднородных жидких систем под действием центробежных сил, относится, в частности, к гидроциклонам для разделения суспензий и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является повышение качества классификации в гидроциклоне за счет устранения зон турбулентного перемешивания и снижения интенсивности затухания окружной составляющей скорости потока в направлении оси гидроциклона. Сущность изобретения заключается в создании конструкции гидроциклона, содержащего цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, крышкой и вытеснителем, разгрузочное устройство, выполненное в виде концентрично установленных перегородок, образующих каналы для прохода продуктов классификации, на выходе из которых установлены регулирующие устройства. Гидроциклон снабжен устройством для подачи воздуха, включающим кольцевой коллектор с перфорированной верхней стенкой и заслонку, установленную с возможностью поворота на входе в коллектор, причем верхняя стенка коллектора расположена на одном уровне с днищем гидроциклона для подачи воздуха в рабочее пространство, образованное корпусом и вытеснителем, имеющим боковую поверхность криволинейного профиля, диаметр горизонтального сечения которого уменьшается в направлении от коллектора к патрубку для отвода воздуха и определяется по формуле:
, где d - диаметр горизонтального сечения вытеснителя; d0 - диаметр основания вытеснителя; k - коэффициент, определяющий форму боковой поверхности вытеснителя; z - расстояние от основания вытеснителя. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![гидроциклон, патент № 2225759](/images/patents/243/2225759/2225759-1t.gif)
Формула изобретения
Гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, крышкой и вытеснителем, разгрузочное устройство, выполненное в виде концентрично установленных перегородок, образующих каналы для прохода продуктов классификации, на выходе из которых установлены регулирующие устройства, отличающийся тем, что гидроциклон снабжен устройством для подачи воздуха и патрубком для отвода воздуха, при этом устройство для подачи воздуха включает кольцевой коллектор с перфорированной верхней стенкой и заслонку, установленную с возможностью поворота на входе в коллектор, причем верхняя стенка коллектора расположена на одном уровне с днищем гидроциклона для подачи воздуха в рабочее пространство, образованное корпусом и вытеснителем, имеющим боковую поверхность криволинейного профиля, диаметр горизонтального сечения которого уменьшается в направлении от коллектора к патрубку для отвода воздуха и определяется по формуле:![гидроциклон, патент № 2225759](/images/patents/243/2225759/2225759-5t.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области разделения неоднородных жидких систем под действием центробежных сил, в частности к гидроциклонам для разделения суспензий, и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.Известен гидроциклон с экраном, гасящим турбулентность (Патент 5133861 США, МКП В 04 С 3/00. Опубл. 28.07.92), содержащий цилиндрическую камеру и конический участок. В цилиндрической камере закрученный поток обтекает цилиндрический экран, который гасит турбулентные пульсации в потоке, благодаря чему повышается степень разделения. Однако разделительная способность такого гидроциклона невысока, так как при установке в камере цилиндрического экрана снижается окружная составляющая скорости на поверхности пленки суспензии, что уменьшает центробежную силу, действующую на поток.Известно устройство для разделения суспензий (А.с. 1316123 СССР, МКП В 01 D 45/12. Опубл. 15.11.90, Б.И. №42), содержащее узел формирования потока суспензии, выполненный в виде распределительного конуса, имеющего возможность вращения и имеющего на наружной поверхности однозаходную спиральную ленту и многолопаточный завихритель, устанавливаемый на уровне патрубка подачи газового потока.Недостатком описанного устройства для разделения суспензий является высокое гидравлическое сопротивление, связанное с наличием в аппарате распределительного конуса и многолопаточного завихрителя, что обусловливает дополнительные потери энергии.Известно устройство для разделения суспензий (А.с. 1389065 СССР, МКП В 01 D 45/12. Опубл. 15.11.90, Б.И. №42), содержащее рабочее колесо с лопатками, установленное с возможностью вращения, причем оно снабжено устройством для эжектирования суспензии, расположенным над коллектором ввода суспензии и сборником твердой фазы.Эжектирование суспензии через тангенциальные щели воздушным потоком не сопровождается перестройкой поля скоростей в закрученной пленке суспензии, а следовательно, не приводит к снижению интенсивности затухания окружной составляющей скорости потока в направлении оси аппарата и не дает существенного повышения разделительной способности.С целью обеспечения лучших гидродинамических условий процесса разделения суспензий в гидроциклоне предложен аппарат (А.с. 1121048 СССР, МКП В 04 С 5/181. Опубл. 30.10.84, Б. И. №40), содержащий только цилиндрическую часть корпуса. Выгрузочное отверстие образовано за счет размещения в нижней части гидроциклона конического вытеснителя. Наличие конического вытеснителя, по мнению авторов, обеспечивает поддержание оптимальных гидродинамических условий по всей высоте рабочего пространства аппарата.Однако коническая форма вытеснителя не учитывает образования в цилиндрическом гидроциклоне пленки суспензии со свободной поверхностью криволинейной формы; таким образом, достигаемые гидродинамические режимы не являются оптимальными. Кроме того, интенсивность затухания окружной составляющей скорости течения в осевом направлении в данной конструкции гидроциклона достаточно высока, что не позволяет достигнуть высокой разделительной способности.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является гидроциклон (А.с. 1150041 СССР, МКП В 04 С 5/08. Опубл. 15.04.85, Б.И. №14), содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, крышкой и вытеснителем, разгрузочное устройство, выполненное в виде концентрично установленных перегородок, образующих каналы для прохода продуктов классификации, на выходе из которых установлены регулирующие устройства, в котором питающий патрубок выполнен равным по ширине радиусу корпуса и снабжен вертикальными направляющими перегородками, повторяющими форму патрубка и корпуса и заканчивающимися в первой четверти окружности корпуса. При этом питающий патрубок оснащен спиралевидной крышкой, плавно переходящей в крышку корпуса.Ввиду того, что ввод и вывод потока производится по всей ширине рабочего пространства гидроциклона, поток жидкой фазы в радиальном направлении полностью отсутствует. Это позволяет уменьшить нежелательные зоны турбулентного перемешивания суспензии, а также снизить гидравлическое сопротивление аппарата. Однако в данной конструкции гидроциклона вследствие того, что центробежные силы прижимают поток к стенке корпуса гидроциклона и образуется пленка суспензии со свободной поверхностью, не обеспечивается прилегание поверхности пленки к поверхности вытеснителя, что приводит к уменьшению толщины пленки и возникновению локальных зон турбулентного перемешивания. Кроме того, интенсивность затухания окружной составляющей скорости в осевом направлении довольно высока вследствие локального уменьшения толщины пленки, что не позволяет достигнуть высокого качества классификации и приводит к необходимости увеличения высоты рабочего пространства аппарата.Задачей изобретения является создание конструкции гидроциклона для классификации суспензий, обеспечивающей высокое качество классификации и уменьшение габаритных размеров аппарата.Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является повышение качества классификации в гидроциклоне за счет устранения зон турбулентного перемешивания и снижения интенсивности затухания окружной составляющей скорости потока в направлении оси гидроциклона.Указанный технический результат достигается тем, что гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, крышкой и вытеснителем, разгрузочное устройство, выполненное в виде концентрично установленных перегородок, образующих каналы для прохода продуктов классификации, на выходе из которых установлены регулирующие устройства, снабжен устройством для подачи воздуха, включающим кольцевой коллектор с перфорированной верхней стенкой и заслонку, установленную с возможностью поворота на входе в коллектор, причем верхняя стенка коллектора расположена на одном уровне с днищем гидроциклона для подачи воздуха в рабочее пространство, образованное корпусом и вытеснителем, имеющим боковую поверхность криволинейного профиля, диаметр горизонтального сечения которого уменьшается в направлении от коллектора к патрубку для отвода воздуха и определяется по формуле![гидроциклон, патент № 2225759](/images/patents/243/2225759/2225759-2t.gif)
![гидроциклон, патент № 2225759](/images/patents/243/2225759/2225759-3t.gif)
![гидроциклон, патент № 2225759](/images/patents/243/2225759/2225759-4t.gif)
Класс B04C5/08 конструкции вихревых камер
центробежный сепараторный узел - патент 2435648 (10.12.2011) | |
сепаратор для отделения мелких частиц (варианты) - патент 2353436 (27.04.2009) | ![]() |
циклонный сепаратор - патент 2326741 (20.06.2008) | ![]() |
сепаратор с вихревой трубой - патент 2326717 (20.06.2008) | ![]() |
золоуловитель - патент 2321464 (10.04.2008) | ![]() |
установка для синтеза диоксида титана и способ синтеза диоксида титана - патент 2305660 (10.09.2007) | ![]() |
гидроциклон - патент 2302907 (20.07.2007) | ![]() |
пылеуловитель - патент 2299768 (27.05.2007) | ![]() |
гидроциклон - патент 2292957 (10.02.2007) | |
устройство очистки газового потока - патент 2286851 (10.11.2006) | |