[go: up one dir, main page]

RU225932U1 - Hydrocyclone - Google Patents

Hydrocyclone Download PDF

Info

Publication number
RU225932U1
RU225932U1 RU2024102910U RU2024102910U RU225932U1 RU 225932 U1 RU225932 U1 RU 225932U1 RU 2024102910 U RU2024102910 U RU 2024102910U RU 2024102910 U RU2024102910 U RU 2024102910U RU 225932 U1 RU225932 U1 RU 225932U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrocyclone
spiral
outlet pipe
spiral guide
wall
Prior art date
Application number
RU2024102910U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Альбертович Абрамян
Алексей Альбертович Абрамян
Original Assignee
Александр Альбертович Абрамян
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Альбертович Абрамян filed Critical Александр Альбертович Абрамян
Application granted granted Critical
Publication of RU225932U1 publication Critical patent/RU225932U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для осуществления процессов разделения и классификации суспензий и эмульсий, в частности предназначена для очистки жидкостей от механических примесей под действием центробежных сил. Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус, в цилиндрической части которого выполнены входной патрубок и выходной патрубок, соосный с цилиндрической частью корпуса, коническая часть снабжена соплом для выхода твердой фазы. Внутри корпуса выполнен спиральный канал, сообщенный с входным патрубком и образованный внутренней поверхностью стенки корпуса, спиральной направляющей и внешней поверхностью стенки выходного патрубка. Нижняя оконечная часть спиральной направляющей присоединена к стенке корпуса в его конической части. По своему наружному диаметру спиральная направляющая плотно примыкает к внутренней поверхности стенки гидроциклона, а по своему внутреннему диаметру спиральная направляющая плотно примыкает к внешней поверхности стенки выходного патрубка. Технический результат: повышение степени очистки жидкости от механических примесей. 7 з.п. ф-лы, 4 ил. The utility model relates to devices for carrying out processes of separation and classification of suspensions and emulsions, in particular intended for purifying liquids from mechanical impurities under the influence of centrifugal forces. The hydrocyclone contains a cylindrical-conical body, in the cylindrical part of which there is an inlet pipe and an outlet pipe, coaxial with the cylindrical part of the body, the conical part is equipped with a nozzle for the exit of the solid phase. Inside the housing there is a spiral channel communicated with the inlet pipe and formed by the inner surface of the housing wall, a spiral guide and the outer surface of the outlet pipe wall. The lower end part of the spiral guide is attached to the wall of the housing in its conical part. Along its outer diameter, the spiral guide is tightly adjacent to the inner surface of the hydrocyclone wall, and along its inner diameter, the spiral guide is tightly adjacent to the outer surface of the outlet pipe wall. Technical result: increasing the degree of purification of liquid from mechanical impurities. 7 salary f-ly, 4 ill.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к устройствам для осуществления процессов разделения и классификации суспензий и эмульсий, в частности, предназначена для очистки жидкостей от механических примесей под действием центробежных сил. Полезная модель может быть применены в химической, горнообогатительной, нефтехимической, пищевой промышленности и ряде других отраслей народного хозяйства.The utility model relates to devices for carrying out processes of separation and classification of suspensions and emulsions, in particular, it is intended for purifying liquids from mechanical impurities under the influence of centrifugal forces. The utility model can be used in the chemical, mining, petrochemical, food industries and a number of other sectors of the national economy.

Уровень техникиState of the art

Известен гидроциклон, раскрытый в авторском свидетельстве СССР №893270 (дата публикации: 30.12.1981). Известный гидроциклон содержит цилиндрический корпус с тангенциальным питающим патрубком, песковой насадкой и сливным патрубком, расположенную в конической части корпуса спиральную ленту, имеющую концентрический проход. Сливной патрубок снабжен спиралью, наружный диаметр которой размещен на расстоянии от внутренней стенки цилиндрической части корпуса, равном 0,1-0,25 радиуса гидроциклона. Верхний конец спирали закреплен на цилиндрической части корпуса гидроциклона, а нижний - на сливном патрубке, установленном с возможностью осевого перемещения.A hydrocyclone is known, disclosed in the USSR author's certificate No. 893270 (publication date: 12/30/1981). The known hydrocyclone contains a cylindrical body with a tangential supply pipe, a sand nozzle and a drain pipe, and a spiral belt located in the conical part of the body, having a concentric passage. The drain pipe is equipped with a spiral, the outer diameter of which is located at a distance from the inner wall of the cylindrical part of the body equal to 0.1-0.25 of the radius of the hydrocyclone. The upper end of the spiral is fixed to the cylindrical part of the hydrocyclone body, and the lower end is attached to the drain pipe, installed with the possibility of axial movement.

Недостаток аналога - низкая эффективность разделения суспензии на жидкую и твердую фазы. Это обусловлено тем, что в цилиндрической части корпуса существует зазор между внутренней стенкой корпуса гидроциклона и спиральной направляющей. Поток жидкости, попадая в область, соответствующую указанному зазору, неизбежно будет стремиться к рассеиванию, что снизит скорость потока в этой области и центробежную силу потока.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of separating the suspension into liquid and solid phases. This is due to the fact that in the cylindrical part of the housing there is a gap between the inner wall of the hydrocyclone housing and the spiral guide. The fluid flow, entering the area corresponding to the specified gap, will inevitably tend to dissipate, which will reduce the flow speed in this area and the centrifugal force of the flow.

Известен гидроциклон, раскрытый в авторском свидетельстве СССР №1115809 (дата публикации: 30.09.1984). Известный гидроциклон содержит цилиндроконический корпус с питающим патрубком, сливной трубкой и песковой насадкой, спиральную направляющую, расположенную по всей ширине корпуса. Корпус снабжен дополнительной спиральной лентой, размещенной под спиральной направляющей и образующей с ней замкнутый спиральный канал, и конической диафрагмой в виде лепестков, кромки которых наложены друг на друга по ходу вращения потока. По внешнему периметру спиральной направляющей выполнены прорези, а лепестки диафрагмы жестко прикреплены верхней своей частью к песковой насадке и оснащены подвижной втулкой с нажимным кольцом.A hydrocyclone is known, disclosed in the USSR author's certificate No. 1115809 (publication date: 09/30/1984). The known hydrocyclone contains a cylindrical-conical body with a supply pipe, a drain tube and a sand nozzle, and a spiral guide located across the entire width of the body. The body is equipped with an additional spiral tape placed under the spiral guide and forming a closed spiral channel with it, and a conical diaphragm in the form of petals, the edges of which are superimposed on each other in the direction of rotation of the flow. There are slots along the outer perimeter of the spiral guide, and the diaphragm blades are rigidly attached with their upper part to the sand nozzle and are equipped with a movable sleeve with a pressure ring.

Известен гидроциклон для очистки крахмальных суспензий от песка, раскрытый в патенте РФ на изобретение №2046668 (дата публикации: 27.10.1995) - прототип. Известный гидроциклон содержит вертикальный полый цилиндрический корпус, имеющий вверху крышку корпуса, питающее сопло, присоединенное к корпусу в его верхней части. Сопло питания размещено так, что поток жидкости направлен тангенциально к вертикальному полому корпусу, вертикальная выводящая трубка слива размещена соосно с корпусом и выведена вверх через крышку корпуса, ленточная направляющая спираль размещена в кольцевом пространстве, прикреплена своим началом к трубке слива между отверстием сопла питания и крышкой корпуса, а своим концом к трубке слива между отверстием сопла питания и соплом песка.A hydrocyclone is known for cleaning starch suspensions from sand, disclosed in the Russian Federation patent for invention No. 2046668 (publication date: 10.27.1995) - prototype. The known hydrocyclone contains a vertical hollow cylindrical body with a housing cover at the top, a feeding nozzle connected to the body in its upper part. The power nozzle is placed so that the fluid flow is directed tangentially to the vertical hollow body, the vertical drain outlet tube is placed coaxially with the body and is led upward through the housing cover, the tape guide spiral is placed in the annular space, attached at its origin to the drain tube between the power nozzle opening and the cover housing, and its end to the drain tube between the power nozzle opening and the sand nozzle.

Общий недостаток аналога по авторскому свидетельству №1115809 и прототипа - низкая степень очистки жидкости, содержащей механические примеси, что обусловлено накоплением осажденных твердых частиц указанных примесей на внутренней поверхности стенки конической части корпуса. При этом непрерывный поток поступающей внутрь циклона жидкости захватывает часть накопившихся на стенках частиц и выносит их через канал выходного патрубка. Таким образом, прошедшая через гидроциклон жидкость остается насыщенной примесями.A common disadvantage of the analogue according to the author's certificate No. 1115809 and the prototype is the low degree of purification of the liquid containing mechanical impurities, which is due to the accumulation of precipitated solid particles of these impurities on the inner surface of the wall of the conical part of the housing. In this case, the continuous flow of liquid entering the cyclone captures some of the particles accumulated on the walls and carries them out through the channel of the outlet pipe. Thus, the liquid passing through the hydrocyclone remains saturated with impurities.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Техническая задача, положенная в основу настоящей полезной модели, заключается в устранении недостатков прототипа.The technical task underlying this utility model is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в повышении степени очистки жидкости от механических примесей.The technical result achieved by implementing this utility model is to increase the degree of purification of the liquid from mechanical impurities.

В качестве полезной модели заявлен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус, в цилиндрической части которого выполнены входной патрубок и выходной патрубок, соосный с цилиндрической частью корпуса, а коническая часть снабжена соплом для выхода твердой фазы, при этом внутри корпуса выполнен спиральный канал, сообщенный с входным патрубком и образованный внутренней поверхностью стенки корпуса, спиральной направляющей и внешней поверхностью стенки выходного патрубка. В отличие от прототипа, нижняя оконечная часть спиральной направляющей присоединена к стенке корпуса в его конической части.As a utility model, a hydrocyclone containing a cylindrical-conical body is claimed, in the cylindrical part of which there is an inlet pipe and an outlet pipe, coaxial with the cylindrical part of the body, and the conical part is equipped with a nozzle for the exit of the solid phase, while inside the body there is a spiral channel connected to the inlet pipe and formed by the inner surface of the housing wall, the spiral guide and the outer surface of the outlet pipe wall. Unlike the prototype, the lower end part of the spiral guide is attached to the wall of the housing in its conical part.

Дополнительные преимущества и существенные признаки настоящей полезной модели могут быть представлены в следующих частных вариантах осуществления.Additional advantages and essential features of this utility model can be presented in the following particular embodiments.

В частности, выходной патрубок расположен в пределах цилиндрической части корпуса.In particular, the outlet pipe is located within the cylindrical part of the housing.

В частности, высота спирального канала превышает длину выходного патрубка.In particular, the height of the spiral channel exceeds the length of the outlet pipe.

В частности, направление спирального канала совпадает с направлением потока жидкости при ее поступлении внутрь корпуса гидроциклона.In particular, the direction of the spiral channel coincides with the direction of liquid flow as it enters the hydrocyclone body.

В частности, по своему наружному диаметру спиральная направляющая плотно примыкает к внутренней поверхности стенки гидроциклона.In particular, along its outer diameter, the spiral guide is tightly adjacent to the inner surface of the hydrocyclone wall.

В частности, по своему внутреннему диаметру спиральная направляющая плотно примыкает к внешней поверхности стенки выходного патрубка.In particular, along its inner diameter, the spiral guide is tightly adjacent to the outer surface of the wall of the outlet pipe.

В частности, площадь поперечного сечения спирального канала в пределах цилиндрической части корпуса гидроциклона равна или превышает площадь поперечного сечения входного патрубка.In particular, the cross-sectional area of the spiral channel within the cylindrical part of the hydrocyclone body is equal to or greater than the cross-sectional area of the inlet pipe.

В частности, площадь поперечного сечения спирального канала в пределах цилиндрической части корпуса гидроциклона является меньшей, чем 1,5 площади поперечного сечения входного патрубка.In particular, the cross-sectional area of the spiral channel within the cylindrical portion of the hydrocyclone body is less than 1.5 times the cross-sectional area of the inlet pipe.

В частности, длина выходного патрубка превышает по меньшей мере в два раза диаметр поперечного сечения входного канала.In particular, the length of the outlet pipe is at least twice the cross-sectional diameter of the inlet channel.

В частности, спиральная направляющая выполнена из абразивостойкого материала.In particular, the spiral guide is made of abrasion-resistant material.

Настоящая полезная модель раскрывает устройство, составные части которого сопряжены или соединены на предприятии-изготовителе. Предпочтительно части устройства соединены неразборными соединениями и смонтированы в корпусе гидроциклона. Устройство поставляется пользователю в сборе и не требует дополнительных операций по сборке или разборке. Относительное положение составных частей, их соединения и сопряжения приводят к получению законченного самостоятельного устройства, в котором составные части лишены определенного числа степеней свободы. Исключение отдельных узлов из конструкции заявленного устройства, приводит к утрате функциональности и возможности использования по назначению в качестве гидроциклона. Из этого следует, что полезная модель обладает конструктивным и функциональным единством.This utility model discloses a device, the component parts of which are mated or connected at the manufacturer. Preferably, the parts of the device are connected by permanent connections and mounted in the hydrocyclone housing. The device is supplied to the user assembled and does not require additional assembly or disassembly operations. The relative position of the component parts, their connections and matings lead to a complete independent device in which the components are deprived of a certain number of degrees of freedom. The exclusion of individual components from the design of the claimed device leads to loss of functionality and the possibility of being used for its intended purpose as a hydrocyclone. It follows from this that the utility model has structural and functional unity.

Анализ сведений из уровня техники показал, что настоящая полезная модель охарактеризована существенными признаками, совокупность которых является неизвестной из патентной литературы. Это свидетельствует в пользу соответствия полезной модели условию патентоспособности «Новизна».Analysis of information from the prior art showed that this utility model is characterized by essential features, the totality of which is unknown from the patent literature. This indicates that the utility model meets the “Novelty” patentability condition.

Настоящая полезная модель создана в соответствии с законами природы и знаниями современной науки о них. Это свидетельствует в пользу соответствия полезной модели условию патентоспособности «Промышленная применимость».This utility model was created in accordance with the laws of nature and the knowledge of modern science about them. This indicates that the utility model complies with the patentability condition “Industrial applicability”.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Настоящая полезная модель проиллюстрирована двумя фигурами:This utility model is illustrated with two figures:

фиг. 1 иллюстрирует гидроциклон в изометрической проекции;fig. 1 illustrates a hydrocyclone in an isometric view;

фиг. 2 иллюстрирует внутреннее строение гидроциклона;fig. 2 illustrates the internal structure of a hydrocyclone;

фиг. 3 иллюстрирует пример осуществления гидроциклона, в котором спиральная направляющая не выходит за пределы цилиндрической части корпуса;fig. 3 illustrates an example of a hydrocyclone in which the spiral guide does not extend beyond the cylindrical part of the housing;

фиг. 4 иллюстрирует пример осуществления гидроциклона, в котором спиральная направляющая проходит через цилиндрическую и коническую части гидроциклона.fig. 4 illustrates an example embodiment of a hydrocyclone in which a spiral guide passes through the cylindrical and conical portions of the hydrocyclone.

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

В соответствии с фиг. 1 гидроциклон содержит цилиндроконический корпус, имеющий цилиндрическую часть 1 и коническую часть 2, в которой стенка корпуса сходится под углом в направлении к соплу 3 для выхода твердой фазы. Цилиндрическая часть 1 сообщена с конической частью 2. В частности, цилиндроконический корпус является цельной деталью. В частности, цилиндрическая 1 и коническая части 2 являются раздельными деталями, соединенными между собой герметичным неразъемным соединением, например, сваркой или пайкой. Верхняя часть цилиндрической части 1 имеет крышку 4, являющуюся несъемной частью корпуса. При функционировании гидроциклон должен быть ориентирован таким образом, чтобы цилиндрическая часть 1 корпуса была расположена выше конический части 2 корпуса. Корпус гидроциклона может быть выполнен из металла, сплава, полимерного или композитного материала. Например, в качестве материала для изготовления корпуса может быть использован полиуретан, нержавеющая сталь, алюминий или сочетание этих материалов.According to FIG. 1 hydrocyclone contains a cylindrical-conical body having a cylindrical part 1 and a conical part 2, in which the wall of the body converges at an angle towards the nozzle 3 to release the solid phase. The cylindrical part 1 communicates with the conical part 2. In particular, the cylindrical-conical body is a single piece. In particular, the cylindrical 1 and conical parts 2 are separate parts connected to each other by a hermetically sealed permanent connection, for example, by welding or soldering. The upper part of the cylindrical part 1 has a cover 4, which is a non-removable part of the housing. During operation, the hydrocyclone must be oriented so that the cylindrical part 1 of the housing is located above the conical part 2 of the housing. The hydrocyclone body can be made of metal, alloy, polymer or composite material. For example, polyurethane, stainless steel, aluminum, or a combination of these materials can be used as a material for the manufacture of the housing.

Цилиндрическая часть 1 корпуса снабжена входным патрубком 5 и выходным патрубком 6.The cylindrical part 1 of the housing is equipped with an inlet pipe 5 and an outlet pipe 6.

Входной патрубок 5 расположен в верхней части цилиндрической части 1 корпуса и предназначен для подачи загрязненной жидкости или суспензии для их очистки от механических примесей. Входной патрубок 5 может иметь винтовую резьбу для подключения гидроциклона к трубопроводу. При этом наличие резьбы на входном патрубке 5 не обязательно, поскольку гидроциклон может быть подключен к трубопроводу и иным образом. В частности, продольная ось входного патрубка 5, по существу, перпендикулярна продольной оси корпуса гидроциклона. В частности, входной патрубок 5 может иметь наклон, т.е. быть выполненным под углом к продольной оси корпуса гидроциклона.The inlet pipe 5 is located in the upper part of the cylindrical part 1 of the housing and is intended for supplying contaminated liquid or suspension to clean them from mechanical impurities. The inlet pipe 5 may have a screw thread for connecting the hydrocyclone to the pipeline. In this case, the presence of a thread on the inlet pipe 5 is not necessary, since the hydrocyclone can be connected to the pipeline in another way. In particular, the longitudinal axis of the inlet pipe 5 is substantially perpendicular to the longitudinal axis of the hydrocyclone body. In particular, the inlet pipe 5 may be inclined, i.e. be made at an angle to the longitudinal axis of the hydrocyclone body.

Выходной патрубок 6 установлен в крышке 4 цилиндрической части 1 корпуса, выполнен соосным с цилиндрической частью 1 корпуса и предназначен для выхода очищенной жидкости. Выходной патрубок 6 может иметь винтовую резьбу для подключения гидроциклона к трубопроводу. При этом наличие резьбы на выходном патрубке 6 не обязательно, поскольку гидроциклон может быть подключен к трубопроводу и иным образом.The outlet pipe 6 is installed in the cover 4 of the cylindrical part 1 of the housing, is made coaxial with the cylindrical part 1 of the housing and is intended for the outlet of purified liquid. The outlet pipe 6 may have a screw thread for connecting the hydrocyclone to the pipeline. In this case, the presence of a thread on the outlet pipe 6 is not necessary, since the hydrocyclone can be connected to the pipeline in another way.

В соответствии с фиг. 2 выходной патрубок 6 расположен в пределах цилиндрической части корпуса. В частности, выходной патрубок 6 не пересекает границу между цилиндрической частью 1 и конической частью 2 корпуса.According to FIG. 2, the outlet pipe 6 is located within the cylindrical part of the housing. In particular, the outlet pipe 6 does not cross the boundary between the cylindrical part 1 and the conical part 2 of the housing.

Внутри корпуса выполнен спиральный канал, образованный внутренней поверхностью стенки 7 корпуса, спиральной направляющей 8 и внешней поверхностью стенки выходного патрубка 6. Спиральный канал проходит через цилиндрическую 1 и коническую части 2 корпуса. Спиральный канал сообщен с входным патрубком 5 так, чтобы поток жидкости, проходящий через входной патрубок 5, попадал внутрь спирального канала. Направление спирального канала при этом совпадает с направлением потока жидкости при ее поступлении внутрь корпуса гидроциклона. В частности, направление потока жидкости может быть представлено направлением движения по часовой стрелке. Спиральная направляющая 8 выполнена в виде спиральной ленты, при этом витки спирали выполнены уплощенными. В частности, спиральная направляющая изготовлена из абразивостойкого материала. Например, в качестве такого материала может быть использован полиуретан. При этом в качестве указанного материала может быть использован любой материал, способный выдерживать высокую абразивную нагрузку.Inside the housing there is a spiral channel formed by the inner surface of the housing wall 7, the spiral guide 8 and the outer surface of the wall of the outlet pipe 6. The spiral channel passes through the cylindrical 1 and conical parts 2 of the housing. The spiral channel communicates with the inlet pipe 5 so that the fluid flow passing through the inlet pipe 5 enters the spiral channel. The direction of the spiral channel in this case coincides with the direction of the liquid flow when it enters the hydrocyclone body. In particular, the direction of fluid flow can be represented by a clockwise direction of movement. The spiral guide 8 is made in the form of a spiral tape, with the spiral turns being flattened. In particular, the spiral guide is made of abrasion-resistant material. For example, polyurethane can be used as such a material. In this case, any material capable of withstanding a high abrasive load can be used as the specified material.

В частности, первая оконечная часть спиральной направляющей 8 соединена с входным патрубком 5, при этом оконечная часть верхнего витка спиральной направляющей может быть прикреплена к нижней поверхности входного патрубка 5. В частности, первая оконечная часть спиральной направляющей 8 не обязательно соединена с входным патрубком 5, при этом оконечная часть верхнего витка спиральной направляющей может быть расположена ниже уровня нижней части входного патрубка 5.Specifically, the first end portion of the spiral guide 8 is connected to the inlet pipe 5, and the end portion of the upper turn of the spiral guide can be attached to the bottom surface of the inlet pipe 5. Specifically, the first end portion of the spiral guide 8 is not necessarily connected to the inlet pipe 5, in this case, the end part of the upper turn of the spiral guide can be located below the level of the lower part of the inlet pipe 5.

По своему внешнему диаметру витки спиральной направляющей 8 плотно примыкают к внутренней поверхности стенки 7 корпуса гидроциклона. По своему внутреннему диаметру витки спиральной направляющей, находящиеся в пределах цилиндрической части 1 корпуса, плотно прилегают к внешней стенке выходного патрубка 6. В частности, витки спиральной направляющей 8 примыкают к внутренней поверхности стенки 7 корпуса и внешней поверхности стенки выходного патрубка 6 так, что между витками и указанными стенками отсутствуют зазоры. В частности, спиральная направляющая 8 соединена с выходным патрубком 6 и стенками неразъемным соединением. В зависимости от материала изготовления гидроциклона указанное соединение может быть обеспечено спаиванием, сваркой или сплошным литьем. В последнем случае спиральная направляющая 8 и выходной патрубок 6 представляют собой цельную деталь. Места примыкания витков спиральной направляющей к стенкам выходного патрубка и гидроциклона являются непроницаемыми для потока среды. Иными словами, поток среды не может проникнуть между указанными местами и остается ориентированным по спирали по всей длине спирального канала. Это дополнительно позволяет повысить степень очистки жидкости от твердой фазы, т.к. препятствует рассеиванию жидкости внутри спирального канала.According to their outer diameter, the turns of the spiral guide 8 are tightly adjacent to the inner surface of the wall 7 of the hydrocyclone body. According to their inner diameter, the turns of the spiral guide, located within the cylindrical part 1 of the housing, fit tightly to the outer wall of the outlet pipe 6. In particular, the turns of the spiral guide 8 are adjacent to the inner surface of the wall 7 of the housing and the outer surface of the wall of the outlet pipe 6 so that between There are no gaps between the turns and the indicated walls. In particular, the spiral guide 8 is connected to the outlet pipe 6 and the walls by a permanent connection. Depending on the material used to manufacture the hydrocyclone, this connection can be achieved by soldering, welding or continuous casting. In the latter case, the spiral guide 8 and the outlet pipe 6 are a single piece. The junction of the spiral guide turns to the walls of the outlet pipe and the hydrocyclone are impermeable to the flow of the medium. In other words, the medium flow cannot penetrate between the specified places and remains oriented in a spiral along the entire length of the spiral channel. This additionally allows you to increase the degree of purification of the liquid from the solid phase, because prevents liquid dispersion inside the spiral channel.

Вторая оконечная часть спиральной направляющей 8 присоединена к внутренней поверхности стенки корпуса в его конической части. В частности, оконечная часть нижнего витка спиральной направляющей прикреплена к стенке конической части корпуса вблизи сопла выхода твердой фазы. Это позволяет сохранить высокую скорость потока жидкости и противодействовать его рассеиванию с наибольшей эффективностью, в том числе, и в нижней части корпуса. Признак «вблизи» в данном контексте означает, что расстояние между местом присоединения второй оконечной части спиральной направляющей меньше, чем расстояние между указанным местом присоединения и уровнем перехода цилиндрической части корпуса в коническую.The second end part of the spiral guide 8 is attached to the inner surface of the housing wall in its conical part. In particular, the end part of the lower turn of the spiral guide is attached to the wall of the conical part of the housing near the solid phase exit nozzle. This allows you to maintain a high fluid flow rate and counteract its dispersion with the greatest efficiency, including in the lower part of the housing. The sign “close” in this context means that the distance between the point of attachment of the second end part of the spiral guide is less than the distance between the specified point of connection and the level of the transition of the cylindrical part of the housing to the conical one.

Осевой шаг спиральной направляющей 8 выполнен переменной величины и зависит от площади поперечного сечения спирального канала. Осевой шаг спиральной направляющей 8 подбирают таким образом, чтобы диапазон значений для площади поперечного сечения спирального канала Sсп выражался следующей зависимостьюThe axial pitch of the spiral guide 8 is variable and depends on the cross-sectional area of the spiral channel. The axial pitch of the spiral guide 8 is selected in such a way that the range of values for the cross-sectional area of the spiral channel S sp is expressed by the following dependence

, ,

где Sпатр - площадь поперечного сечения канала входного патрубка;where S pipe is the cross-sectional area of the inlet pipe channel;

Sсп - площадь поперечного сечения спирального канала.S sp is the cross-sectional area of the spiral channel.

В результате, площадь поперечного сечения спирального канала в пределах цилиндрической части корпуса гидроциклона равна или превышает площадь поперечного сечения входного патрубка 5 и при этом является меньшей, чем 1,5 площади поперечного сечения входного патрубка 5. Указанное выполнение спирального канала позволяет обеспечить его пропускную способность на единицу площади на том же уровне, что и пропускная способность входного патрубка 5, и при прочих равных условиях обеспечить максимальный объем очистки жидкости в единицу времени. При этом в случае, если площадь поперечного сечения спирального канала превысит в 1,5 раза площадь поперечного сечения входного патрубка, то скорость потока жидкости существенно снизится, что снизит эффективность разделения твердой и жидкой фазы.As a result, the cross-sectional area of the spiral channel within the cylindrical part of the hydrocyclone body is equal to or greater than the cross-sectional area of the inlet pipe 5 and is less than 1.5 times the cross-sectional area of the inlet pipe 5. The specified design of the spiral channel makes it possible to ensure its throughput at unit area at the same level as the throughput of the inlet pipe 5, and, other things being equal, ensure the maximum volume of liquid purification per unit of time. Moreover, if the cross-sectional area of the spiral channel exceeds the cross-sectional area of the inlet pipe by 1.5 times, the fluid flow rate will significantly decrease, which will reduce the efficiency of solid-liquid phase separation.

Высота спиральной направляющей 8 по вертикали Lспир превышает длину выходного патрубка 6 Lвых патр. Диапазон значений длины выходного патрубка 6 Lвых патр выражается следующей зависимостьюThe vertical height of the spiral guide 8 L spiral exceeds the length of the outlet pipe 6 L of the outlet pipes . The range of values of the length of the outlet pipe 6 L outlet pipes is expressed by the following dependence

, ,

где d - внутренний диаметр отверстия входного патрубка.where d is the internal diameter of the inlet pipe opening.

В результате, длина выходного патрубка 6 превышает по меньшей мере в два раза диаметр поперечного сечения входного патрубка 5. Благодаря такому выполнению обеспечивается формирование и уравновешивание потока жидкости при ее первоначальном попадании в цилиндрическую часть 1 корпуса гидроциклона.As a result, the length of the outlet pipe 6 exceeds at least twice the cross-sectional diameter of the inlet pipe 5. Thanks to this design, the formation and balancing of the liquid flow is ensured when it initially enters the cylindrical part 1 of the hydrocyclone body.

Число витков спиральной направляющей 8 зависит от ее осевого шага и не ограничивается конкретным количеством. В частности, спиральная направляющая 8 может иметь не менее 3 витков. В примере, представленном на фиг. 2, спиральная направляющая 8 имеет 5 витков.The number of turns of the spiral guide 8 depends on its axial pitch and is not limited to a specific number. In particular, the spiral guide 8 may have at least 3 turns. In the example shown in FIG. 2, the spiral guide 8 has 5 turns.

Ограничение рассеивания потока жидкости обеспечивается спиральным каналом.Limitation of fluid flow dispersion is ensured by a spiral channel.

Сопло для выхода твердой фазы 3 может дополнительно содержать насадку для выброса шлама или шламовую емкость.The nozzle for exiting the solid phase 3 may additionally contain a nozzle for ejecting sludge or a sludge container.

Заявленный гидроциклон работает следующим образом.The claimed hydrocyclone works as follows.

Очищаемую жидкость через канал входного патрубка 5 подают в цилиндрическую часть 1 корпуса гидроциклона, где поток очищаемой жидкости попадает в спиральный канал. Указанный канал формирует направленное тангенциальное движение жидкости и снижает турбулентность потока. Благодаря этому поддерживается тангенциальная скорость потока на максимальном уровне. Жидкость, находящаяся во всем внутреннем пространстве гидроциклона, вращается вокруг его оси. Вращение поддерживается постоянной циркуляцией жидкости через гидроциклон. Возникшие центробежные силы прижимают плотные механические примеси (твердую фазу, шлам) к внутренней стенке 7 гидроциклона на протяжении всего пути движения жидкости.The liquid to be purified is fed through the channel of the inlet pipe 5 into the cylindrical part 1 of the hydrocyclone body, where the flow of the liquid to be purified enters the spiral channel. This channel forms a directed tangential movement of the liquid and reduces the turbulence of the flow. Thanks to this, the tangential flow velocity is maintained at the maximum level. The liquid located throughout the internal space of the hydrocyclone rotates around its axis. Rotation is maintained by constant circulation of fluid through the hydrocyclone. The resulting centrifugal forces press dense mechanical impurities (solid phase, sludge) against the inner wall 7 of the hydrocyclone throughout the entire path of fluid movement.

При движении жидкости в зоне ниже выходного патрубка 6, очищенная жидкость направляется в канал выходного патрубка 6. Спиральная направляющая 8 в области ниже выходного патрубка 6 предотвращает рассеивание потока жидкости, благодаря чему исключается перемешивание уже отделенных твердых частиц с очищаемой жидкостью. Осажденные твердые частицы под действием силы тяжести направляется вдоль внутренней стенки 7 гидроциклона и нижней части спиральной направляющей вниз в сторону сопла 3 для выхода твердой фазы.When liquid moves in the area below the outlet pipe 6, the purified liquid is directed into the channel of the outlet pipe 6. The spiral guide 8 in the area below the outlet pipe 6 prevents the dispersion of the liquid flow, thereby preventing the mixing of already separated solid particles with the liquid being purified. Under the influence of gravity, the deposited solid particles are directed along the inner wall 7 of the hydrocyclone and the lower part of the spiral guide down towards the nozzle 3 to release the solid phase.

Предложенная конструкция гидроциклона позволяет повысить степень очистки жидкости (суспензии) от механических примесей, при этом с выходного патрубка гидроциклона подается очищенная жидкость, а твердые частицы, содержащиеся в исходной жидкости (твердая фаза суспензии), осаждаются в направлении сопла для выхода твердой фазы.The proposed design of the hydrocyclone makes it possible to increase the degree of purification of the liquid (suspension) from mechanical impurities, while purified liquid is supplied from the outlet pipe of the hydrocyclone, and solid particles contained in the source liquid (solid phase of the suspension) are deposited in the direction of the nozzle for the exit of the solid phase.

Преимущества заявленного гидроциклона иллюстрируются следующим примером.The advantages of the claimed hydrocyclone are illustrated by the following example.

На фиг. 3 представлено схематическое изображение гидроциклона, в котором спиральная направляющая не пересекает границу цилиндрической и конической частей корпуса. В гидроциклоне с такой конструкцией спиральный канал выступает в качестве ограничителя рассеивания потока только в цилиндрической части корпуса.In fig. Figure 3 shows a schematic representation of a hydrocyclone in which the spiral guide does not intersect the boundary of the cylindrical and conical parts of the housing. In a hydrocyclone with this design, the spiral channel acts as a flow dispersion limiter only in the cylindrical part of the body.

Вокруг оси гидроциклона поток жидкости, включая содержащиеся в ней твердые частицы, перемещается с угловой скоростью ω. При этом в противоположную сторону от центра вращения направлена центробежная сила Fц, со стороны внутренней стенки гидроциклона действует сила реакции опоры N1, сила тяжести mg направлена вниз. Если пренебречь силой трения, то это все силы, действующие на твердые частицы при движении потока жидкости по спиральному каналу внутри корпуса гидроциклона.Around the axis of the hydrocyclone, the fluid flow, including the solid particles contained in it, moves with an angular velocity ω. In this case, the centrifugal force F c is directed in the opposite direction from the center of rotation, the support reaction force N 1 acts from the inner wall of the hydrocyclone, the force of gravity mg is directed downward. If we neglect the friction force, then these are all the forces acting on solid particles when the fluid flow moves through a spiral channel inside the hydrocyclone body.

Чем выше расход жидкости через гидроциклон, тем выше ее угловая скорость ω, выше центробежная сила Fц и выше реакция опоры N1. Направление движения шлама относительно осей Х и Y зависит от направления проекции равнодействующей всех сил на соответствующую ось Fx и Fу, что выражается следующими зависимостямиThe higher the fluid flow through the hydrocyclone, the higher its angular velocity ω, the higher the centrifugal force F c and the higher the support reaction N 1 . The direction of movement of the sludge relative to the X and Y axes depends on the direction of the projection of the resultant of all forces onto the corresponding axis F x and F y , which is expressed by the following dependencies

, ,

, ,

где Fx - проекция равнодействующей всех сил на ось х;where F x is the projection of the resultant of all forces on the x axis;

Fу - проекция равнодействующей всех сил на ось у;F y - projection of the resultant of all forces onto the y axis;

ω - угловая скорость движения шлама;ω - angular velocity of sludge movement;

Fц. - центробежная сила;F c. - centrifugal force;

N1 - реакция опоры витков направляющей ленточной спирали в цилиндрической части корпуса гидроциклона;N 1 - reaction of the support of the turns of the guide tape spiral in the cylindrical part of the hydrocyclone body;

mg - сила тяжести, где m - масса шлама, g - ускорение свободного падения;mg is the force of gravity, where m is the mass of the sludge, g is the acceleration of free fall;

N - проекция силы реакции опоры N1 на ось Y;N - projection of the reaction force of the support N 1 on the Y axis;

N - проекция силы реакции опоры N1 на ось Х.N 1x - projection of the reaction force of support N 1 onto the X axis.

Направление движения шлама направлено вверх при следующей зависимостиThe direction of movement of the sludge is directed upward with the following dependence

При таком соотношении происходит накопление твердых частиц в переходной зоне между цилиндрической и конической частями корпуса гидроциклона. При таких условиях поток очищенной жидкости имеет возможность захватить часть скопившихся твердых частиц на входе в выходной патрубок, что снижает степень очистки жидкости от механических примесей.With this ratio, solid particles accumulate in the transition zone between the cylindrical and conical parts of the hydrocyclone body. Under such conditions, the flow of purified liquid has the ability to capture some of the accumulated solid particles at the inlet to the outlet pipe, which reduces the degree of purification of the liquid from mechanical impurities.

На фиг. 4 представлено схематические изображение гидроциклона, в котором спиральная направляющая проходит через цилиндрическую и коническую части корпуса, т.е. такой гидроциклон получен в соответствии с заявленной полезной моделью. В гидроциклоне с такой конструкцией спиральный канал выступает в качестве ограничителя рассеивания потока как в цилиндрической, так и в конической частях корпуса.In fig. Figure 4 shows a schematic representation of a hydrocyclone, in which a spiral guide passes through the cylindrical and conical parts of the body, i.e. such a hydrocyclone was obtained in accordance with the claimed utility model. In a hydrocyclone with this design, the spiral channel acts as a flow dispersion limiter in both the cylindrical and conical parts of the body.

Наличие направляющей ленточной спирали в конической части корпуса гидроциклона позволяет реакции опоры N2 действовать на твердые частицы со стороны нижней стенки витков спиральной направляющей. Наличие силы N2 приводит к возникновению следующей зависимостиThe presence of a tape spiral guide in the conical part of the hydrocyclone body allows the reaction of support N 2 to act on solid particles from the side of the lower wall of the spiral guide turns. The presence of force N 2 leads to the following dependence

, ,

где Fу - проекция равнодействующей всех сил на ось Y;where F y is the projection of the resultant of all forces on the Y axis;

N - проекция силы реакции опоры N1 на ось Y;N - projection of the reaction force of the support N 1 on the Y axis;

N2 - реакция опоры витков направляющей ленточной спирали в конической части корпуса гидроциклона;N 2 - reaction of the support of the turns of the guide tape spiral in the conical part of the hydrocyclone body;

mg - сила тяжести, где m - масса осажденных твердых частиц, g - ускорение свободного падения.mg is the force of gravity, where m is the mass of deposited solid particles, g is the acceleration of gravity.

Исходя из данной зависимости, проекция равнодействующей всех сил на ось у Fy при любом расходе жидкости будет иметь отрицательное значение.Based on this dependence, the projection of the resultant of all forces onto the y-axis F y at any fluid flow rate will have a negative value.

Таким образом, твердые частицы (шлам), сепарируемый от жидкости или суспензии, всегда будет перемещаться вниз в направлении сопла выхода для выхода твердой фазы как под действием гравитации, так и под действием сил реакции опоры со стороны направляющей спирали в тангенциальном потоке, что предотвращает его накопление во всех зонах и снижает возможность его захвата очищенной жидкостью при ее движении в выходной патрубок.Thus, the solids (sludge) separated from the liquid or suspension will always move downwards towards the solids exit nozzle both under the influence of gravity and under the action of the support reaction forces from the guide spiral in the tangential flow, which prevents it accumulation in all zones and reduces the possibility of its capture by the purified liquid as it moves into the outlet pipe.

Claims (8)

1. Гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус, в цилиндрической части которого выполнены входной патрубок и выходной патрубок, соосный с цилиндрической частью корпуса, коническая часть снабжена соплом для выхода твердой фазы, при этом внутри корпуса выполнен спиральный канал, сообщенный с входным патрубком и образованный внутренней поверхностью стенки корпуса, спиральной направляющей и внешней поверхностью стенки выходного патрубка, причем нижняя оконечная часть спиральной направляющей присоединена к стенке корпуса в его конической части, а по своему наружному диаметру указанная спиральная направляющая плотно примыкает к внутренней поверхности стенки гидроциклона, отличающийся тем, что по своему внутреннему диаметру указанная спиральная направляющая плотно примыкает к внешней поверхности стенки выходного патрубка.1. A hydrocyclone containing a cylindrical-conical body, in the cylindrical part of which there is an inlet pipe and an outlet pipe, coaxial with the cylindrical part of the body, the conical part is equipped with a nozzle for the exit of the solid phase, while inside the body there is a spiral channel communicated with the inlet pipe and formed by the inner surface the housing wall, the spiral guide and the outer surface of the outlet pipe wall, wherein the lower end part of the spiral guide is attached to the housing wall in its conical part, and along its outer diameter the said spiral guide is tightly adjacent to the inner surface of the hydrocyclone wall, characterized in that along its inner diameter diameter of the specified spiral guide is tightly adjacent to the outer surface of the wall of the outlet pipe. 2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что выходной патрубок расположен в пределах цилиндрической части корпуса.2. Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the outlet pipe is located within the cylindrical part of the housing. 3. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что высота спирального канала превышает длину выходного патрубка.3. Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the height of the spiral channel exceeds the length of the outlet pipe. 4. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что направление спирального канала совпадает с направлением потока жидкости при ее поступлении внутрь корпуса гидроциклона.4. Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the direction of the spiral channel coincides with the direction of liquid flow when it enters the hydrocyclone body. 5. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения спирального канала в пределах цилиндрической части корпуса гидроциклона равна или превышает площадь поперечного сечения входного патрубка.5. A hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the spiral channel within the cylindrical part of the hydrocyclone body is equal to or greater than the cross-sectional area of the inlet pipe. 6. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения спирального канала в пределах цилиндрической части корпуса гидроциклона является меньшей, чем 1,5 площади поперечного сечения входного патрубка.6. A hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the spiral channel within the cylindrical part of the hydrocyclone body is less than 1.5 times the cross-sectional area of the inlet pipe. 7. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что длина выходного патрубка превышает по меньшей мере в два раза диаметр поперечного сечения входного канала.7. Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the length of the outlet pipe is at least twice the diameter of the cross-section of the inlet channel. 8. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что спиральная направляющая выполнена из абразивостойкого полимерного материала.8. Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the spiral guide is made of an abrasion-resistant polymer material.
RU2024102910U 2024-02-06 Hydrocyclone RU225932U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU225932U1 true RU225932U1 (en) 2024-05-14

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU893270A1 (en) * 1980-04-03 1981-12-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения Hydraulic cyclone
SU1115809A1 (en) * 1983-06-03 1984-09-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения Hydrocyclone
DE3650237D1 (en) * 1986-02-22 1995-03-23 Elp Products Ltd Counter-rotating hydrocyclone for separating light impurities from a fiber suspension.
RU2046668C1 (en) * 1993-04-29 1995-10-27 Опытно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения по крахмалопродуктам Hydraulic cyclone for cleaning of starch suspensions from sand
RU2163514C2 (en) * 1995-09-15 2001-02-27 Гец Альстом Стэн Эндюстри Centrifugal separator for roller with circulating fluidized bed
RU2246997C1 (en) * 2003-05-14 2005-02-27 Ким Афанасий Моисеевич A jet-type conical hydrocyclone
CN204544489U (en) * 2014-11-21 2015-08-12 福建南方路面机械有限公司 A kind of cyclone
CN204911843U (en) * 2015-07-17 2015-12-30 重庆蓝洁广顺净水材料有限公司 Active water conservancy diversion type cyclone

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU893270A1 (en) * 1980-04-03 1981-12-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения Hydraulic cyclone
SU1115809A1 (en) * 1983-06-03 1984-09-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения Hydrocyclone
DE3650237D1 (en) * 1986-02-22 1995-03-23 Elp Products Ltd Counter-rotating hydrocyclone for separating light impurities from a fiber suspension.
RU2046668C1 (en) * 1993-04-29 1995-10-27 Опытно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения по крахмалопродуктам Hydraulic cyclone for cleaning of starch suspensions from sand
RU2163514C2 (en) * 1995-09-15 2001-02-27 Гец Альстом Стэн Эндюстри Centrifugal separator for roller with circulating fluidized bed
RU2246997C1 (en) * 2003-05-14 2005-02-27 Ким Афанасий Моисеевич A jet-type conical hydrocyclone
CN204544489U (en) * 2014-11-21 2015-08-12 福建南方路面机械有限公司 A kind of cyclone
CN204911843U (en) * 2015-07-17 2015-12-30 重庆蓝洁广顺净水材料有限公司 Active water conservancy diversion type cyclone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4378289A (en) Method and apparatus for centrifugal separation
CN206965902U (en) Dense media separation equipment
RU225932U1 (en) Hydrocyclone
EP0522686A2 (en) Hydrocyclone separators for separating less and more dense liquids
SU1431811A1 (en) Straight-flow spiral separator
US3024909A (en) Vortical type grit separator
RU2366490C1 (en) Vortex-type gas separator
RU17286U1 (en) CONE PLATE TO SEPARATOR
RU2770379C1 (en) Gas cleaning apparatus
RU2606977C1 (en) Gas-liquid separator
RU2135300C1 (en) Cyclone
SU1674973A1 (en) Cyclone
RU184043U1 (en) HYDROCYCLONE
RU61157U1 (en) AERODYNAMIC SEPARATOR-COLLECTOR
SU825146A1 (en) Three-product hydraulic cyclone for concentrating minerals
FI71886B (en) VIRVELSEPARATOR FOER SEPARERING AV ETT MEDIUM I OLIKA KOMPONENTER
RU200894U1 (en) CENTRIFUGAL-GRAVITATION GAS-SESSION FILTER
RU162011U1 (en) GAS-LIQUID SEPARATOR
SU1000114A1 (en) Hydraulic cyclone plant
RU2231396C2 (en) Apparatus for purifying gaseous media from suspended particles
SU1000107A1 (en) Hydraulic cyclone
RU73802U1 (en) GAS VORTEX VALVE SEPARATOR
SU1655575A1 (en) Hydrocyclone for the classification and enrichment of minerals
SU1212591A1 (en) Separator
US20220126305A1 (en) Multiple Inlets Cyclo-Hydrocyclone Separator