RU2046668C1

RU2046668C1 - Hydraulic cyclone for cleaning of starch suspensions from sand

Info

Publication number: RU2046668C1
Application number: RU93025669A
Authority: RU
Inventors: Г.М. Певзнер; Н.Н. Соловьев
Original assignee: Опытно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения по крахмалопродуктам
Priority date: 1993-04-29
Filing date: 1993-04-29
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: separation of heterogeneous liquids. SUBSTANCE: in hydraulic cyclone provision is made for a leading tape helix, whose axial lead has a variable quantity decreasing in the direction from the beginning to the end. The tape helix has less than four coils, helix central angle α = 360^°n, where 2<n<4. Axial lead T of the last helix coil does not exceed b=R-r, where R and r radii of the casing internal surface and drain tube external surface. Installed on the side of the cover in the casing is an easily detachable, abrasive-resistant feed ring with a calibrated square-section port for stabilization of flow velocity at the inlet to helical duct and the feed ring inside diameter is equal to or less than the casing inside diameter. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для крахмалопаточной промышленности, в частности к устройствам для очистки от песка крахмальных суспензий, и может найти применение в других отраслях промышленности в целях разделения жидких систем неоднородных по плотности и крупности взвешенных в них твердых частиц. The invention relates to equipment for the starch industry, in particular to devices for cleaning sand from starch suspensions, and may find application in other industries in order to separate liquid systems of inhomogeneous solid particles suspended in density and particle size.

Техническим результатом данного решения является повышение эффективности выделения песка из крахмальных суспензий. The technical result of this solution is to increase the efficiency of the allocation of sand from starch suspensions.

На фиг.1 представлен гидроциклон; на фиг.2 схема установки легкосъемного кольца питания; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2. Figure 1 shows the hydrocyclone; figure 2 installation diagram of an easily removable power ring; figure 3 section aa in figure 2.

Устройство для очистки крахмальных суспензий от песка содержит цилиндроконический корпус 1 с питающим патрубком 2 и соплом 3 питания с калиброванным отверстием 4 ввода исходного продукта в корпус, крышку 5 корпуса с укрепленной на ней трубкой 6 слива с калиброванным соплом 7 слива, укрепленную на трубке слива направляющую ленточную спираль 8, калиброванное сопло 9 песка, при этом направляющая ленточная спираль своим началом прикреплена к трубке слива между отверстием 4 сопла 3 питания и крышкой 5 корпуса 1, а своим концом к трубке 6 слива между отверстием 4 сопла 3 питания и соплом 9 песка. Длина направляющей ленточной спирали 8 от крышки 5 корпуса не превышает длины трубки 6 слива от крышки корпуса, но превышает расстояние от крышки корпуса до нижней кромки отверстия 4 сопла питания, направление винтовой линии спирали 8 совпадает с направлением подачи исходного продукта в корпус, центральный угол спирали α360^о ^. n, где 2<n<4. Осевой шаг направляющей ленточной спирали выполнен переменной величины, уменьшающейся в направлении от начала к концу спирали, при этом шаг Т последнего витка спирали не превышает величины b=R-r, где R и r радиусы внутренней поверхности корпуса 1 и внешней поверхности трубки 6 слива в сечении Б-Б конца направляющей ленточной спирали.A device for cleaning starch suspensions from sand contains a cylinder-conical body 1 with a supply pipe 2 and a power nozzle 3 with a calibrated hole 4 for inputting the initial product into the body, a body cover 5 with a drain pipe 6 mounted on it with a calibrated drain nozzle 7, a guide fixed on the drain pipe a tape spiral 8, a calibrated nozzle 9 of sand, while the guide tape spiral is attached with its beginning to the drain pipe between the hole 4 of the power nozzle 3 and the cover 5 of the housing 1, and with its end to the drain pipe 6 between a bore 4 nozzles 3 feed and a nozzle 9 sand. The length of the guiding tape spiral 8 from the cover 5 of the casing does not exceed the length of the drain pipe 6 from the cover of the casing, but exceeds the distance from the cover of the casing to the lower edge of the hole 4 of the power nozzle, the direction of the helix of spiral 8 coincides with the direction of supply of the initial product into the casing, the central angle of the spiral α360 ^about ^. n, where 2 <n <4. The axial step of the guide tape spiral is made of a variable value decreasing in the direction from the beginning to the end of the spiral, while the step T of the last turn of the spiral does not exceed b = Rr, where R and r are the radii of the inner surface of the housing 1 and the outer surface of the drain pipe 6 in section B - At the end of the guide tape spiral.

В корпусе 1 со стороны его крышки 5 установлено питающее кольцо 10 с калиброванным окном 11 питания, внутренняя направляющая поверхность 12 которого тангенциальна к внутренней поверхности 13 кольца 10, при этом внутренний диаметр питающего кольца 10 и корпуса 1 выполнен меньшим или равным внутреннему диаметру корпуса 1 в сечении В-В их торцового сопряжения. In the housing 1, on the side of its cover 5, a supply ring 10 is installed with a calibrated power window 11, the inner guide surface 12 of which is tangential to the inner surface 13 of the ring 10, while the inner diameter of the supply ring 10 and the housing 1 is made smaller or equal to the inner diameter of the housing 1 in cross-section BB their end mates.

Сопло 3 питания, кольцо 10 питания, сопло 7 слива и сопло 9 песка изготовлены из высокоабразивных материалов и выполнены легкосъемными. The power nozzle 3, the power ring 10, the drain nozzle 7 and the sand nozzle 9 are made of highly abrasive materials and are easily removable.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Исходная крахмальная суспензия подается в питающий патрубок 2 корпуса 1 и через сопло 3 питания и его калиброванное отверстие 4 тангенциально поступает в корпус 1 и спиральный канал, образованный направляющей ленточной спиралью 8, внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью трубки 6 слива, укрепленной на крышке 5 корпуса 1. Наличие на входе в корпус устройства спирального канала, направление винтовой линии которого совпадает с направлением тангенциального ввода суспензии в корпус 1, исключает перемешивание разделяемой суспензии на входе в корпус с соответствующим уменьшением турбулентности потока на этом участке, одновременно за счет сближения величин скоростей потока в калиброванном отверстии 4 сопла 3 питания и в спиральном канале резко уменьшается интенсивность гидравлического удара на входе в корпус 1, обусловленного потерей скоростей потока на входе, сопровождаемой потерями кинетической энергии, энергоемкость данного устройства существенно меньше энергоемкости известных устройств. The initial starch suspension is fed into the supply pipe 2 of the housing 1 and through the power supply nozzle 3 and its calibrated hole 4 tangentially enters the housing 1 and the spiral channel formed by the guide tape spiral 8, the inner surface of the housing 1 and the outer surface of the drain pipe 6 mounted on the cover 5 casing 1. The presence of a spiral channel at the entrance to the casing of the device, the direction of the helical line of which coincides with the direction of the tangential input of the suspension into the casing 1, eliminates mixing of the shared suspension and at the entrance to the housing with a corresponding decrease in flow turbulence in this section, at the same time due to the convergence of the values of the flow velocities in the calibrated hole 4 of the power nozzle 3 and in the spiral channel, the intensity of the water hammer at the entrance to the housing 1 sharply decreases due to the loss of flow velocities at the inlet, accompanied by losses of kinetic energy, the energy intensity of this device is significantly less than the energy intensity of known devices.

Наличие спирального канала препятствует возникновению в корпусе 1 продольных (осевых) циркуляционных потоков разделяемой суспензии, благодаря чему исключается взмучивание уже разделенных твердых частиц с соответствующим повышением точности разделения. Кроме того, взмучивание осадка из разделенных по плотности твердых частиц, сконцентрированных у внутренней поверхности корпуса 1, предотвращается тем, что длина спирального канала L_c от крышки 5 корпуса превышает расстояние L_o от крышки корпуса до нижней кромки отверстия 4 сопла 3 питания. Захват и унос выделенных твердых частиц высокой плотности (песка) в трубку слива потоком очищенной от песка суспензии предотвращается тем, что длина L_c меньше длины L_тр трубки слива от крышки 5 корпуса. Величина центрального угла α спирального канала определяется соотношением α=360^о ^. n, где 2<n<4, а n число витков направляющей ленточной спирали 8, при котором обеспечивается достаточная эффективность очистки крахмальных суспензий от песка.The presence of a spiral channel prevents the longitudinal (axial) circulation flows of the shared suspension in the housing 1, which prevents the agitation of already separated solid particles with a corresponding increase in the accuracy of separation. In addition, the stirring up of the sediment from the density-separated solid particles concentrated on the inner surface of the housing 1 is prevented by the fact that the length of the spiral channel L _c from the housing cover 5 exceeds the distance L _o from the housing cover to the lower edge of the opening 4 of the power nozzle 3. The capture and entrainment of the separated high-density solid particles (sand) into the drain pipe with a stream of sand-free suspension is prevented by the fact that the length L _{c is} less than the length L _tr of the drain pipe from the cover 5 of the housing. The value of the central angle α of the spiral channel is determined by the ratio α = 360 ^about ^. n, where 2 <n <4, and n is the number of turns of the guide tape spiral 8, which ensures sufficient sand cleaning of starch suspensions.

Направляющая ленточная спираль имеет переменную величину осевого шага, которая для последнего витка определяется по формуле Т≅ R-r. The guiding tape spiral has a variable value of the axial pitch, which for the last turn is determined by the formula Т≅ R-r.

За пределами спирального канала процесс разделения продолжается в конической части корпуса 1, где происходит окончательное разделение неоднородных по плотности твердых частиц, уплотнение осадка, состоящего преимущественно из твердых частиц высокой плотности (песка), и выгрузка осадка через калиброванное сопло 9 песка из корпуса. Outside the spiral channel, the separation process continues in the conical part of the casing 1, where the final separation of density-inhomogeneous solid particles occurs, compaction of the sediment, consisting mainly of high-density solid particles (sand), and discharge of the sediment through a calibrated nozzle 9 of sand from the casing.

Очищенная от песка крахмальная суспензия через трубку 6 слива и калиброванное сопло 7 слива выводится из корпуса. В условиях длительной эксплуатации устройства применение легкосъемного кольца 10 питания облегчает стабилизацию величины скорости на входе суспензии в спиральный канал корпуса 1 устройства (путем замены кольца 10 питания по мере абразивного износа его входного отверстия и внутренней поверхности). Соблюдение условия D≅ D' исключает возможности возникновения неоправданных гидравлических сопротивлений в месте сопряжения внутренних поверхностей 13 и 14 кольца питания и корпуса. Sand-free starch slurry is discharged from the housing through a drain pipe 6 and a calibrated drain nozzle 7. In conditions of long-term operation of the device, the use of an easily removable supply ring 10 facilitates stabilization of the velocity at the inlet of the suspension into the spiral channel of the device body 1 (by replacing the supply ring 10 as abrasive wear of its inlet and inner surface). Compliance with the condition D≅ D 'eliminates the possibility of undue hydraulic resistance at the interface between the inner surfaces 13 and 14 of the power ring and the housing.

Применение материалов высокой абразивостойкости при изготовлении сопла 3 питания, кольца 10 питания, сопла 7 слива и сопла 9 песка обеспечивает приемлемую в практических целях длительность эксплуатации устройства при работе его на очистке от песка крахмальных суспензий (с учетом того, что абразивность зерен крахмала приближается к абразивности кварцевого песка). The use of materials of high abrasion resistance in the manufacture of a power nozzle 3, a power ring 10, a drain nozzle 7, and a sand nozzle 9 provides an operationally acceptable duration of operation of the device when it is used to clean starch suspensions from sand (taking into account that the abrasiveness of starch grains approaches abrasiveness silica sand).

Claims

1. A HYDROCYCLON FOR CLEANING STARCH SUSPENSIONS FROM SAND, comprising a vertical hollow cylindrical body having a housing cover at the top, a feeding nozzle attached to the housing in its upper part, a feeding nozzle so that the fluid flow is directed tangentially to the vertical hollow housing, a vertical discharge tube the drain is placed coaxially with the body and brought up through the housing cover, the tape guide spiral is placed in the annular space, attached by its beginning to the drain tube between the hole with power supply and the housing cover, and with its end to the drain tube between the hole of the power nozzle and the sand nozzle, the guide spiral does not intersect the hole of the power nozzle, the length of the guide spiral spiral from the housing cover does not exceed the length of the drain tube from the housing cover, but exceeds the distance from the cover to the lower edge of the hole of the power nozzle, and the direction of the helix of the spiral coincides with the direction of supply of the original product, characterized in that the axial pitch of the guide screw of the spiral tape spiral variable Which decreases in the direction from the beginning to the end of the helix, the guide band has at least four spiral turns, the central helix angle α = 360 ^° · n, where 2 <n <4.

2. A hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the axial pitch T of the last turn of the tape guide spiral does not exceed the value of R r, where R and r are the radii of the inner surface of the casing and the outer surface of the drain tube in section A A of the end of the tape spiral.

3. The hydrocyclone according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that an easily removable, abrasion-resistant supply ring with a calibrated rectangular cross-section for stabilizing the flow inlet into the screw channel is calibrated with a rectangular cross-section, the inner guide surface of the window tangential to the inner cylindrical surface of the supply ring, diameter D the inner cylindrical surface of the supply ring is equal to or less than the diameter D ′ of the inner cylindrical surface of the housing.