RU2115483C1

RU2115483C1 - Hydrocyclone

Info

Publication number: RU2115483C1
Application number: RU94040694A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Семенович Скворцов
Original assignee: Дмитрий Семенович Скворцов
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 1998-07-20
Also published as: RU94040694A

Abstract

FIELD: separation methods. SUBSTANCE: hydrocyclone used for separating heterogeneous liquid-solid-type dispersed systems and when purifying drilling fluids contains spin-like body with smooth surface. Upper part of the body accommodates impeller to transform screw-like movement of purified liquid into headway. In the lower part of spin-like body, hydraulic gate is installed to enhance efficiency of the formation of back purified liquid stream. EFFECT: enhanced operation efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам центробежного типа и может быть использовано для разделения неоднородных дисперсных систем типа жидкость - твердое вещество. The invention relates to centrifugal devices and can be used to separate heterogeneous dispersed liquid-solid systems.

Наиболее близким из известного уровня техники является гидроциклон, содержащий корпус с патрубками и соосно размещенным в корпусе веретенообразным элементом. The closest prior art is a hydrocyclone comprising a housing with nozzles and a spindle-shaped element coaxially placed in the housing.

Основные недостатки известного гидроциклона:
не достигается в полном объеме упорядоченность гидродинамической обстановки в гидроциклоне, так как шаг винтовой нарезки элемента вращения практически никогда не совпадает с шагом движения потока очищаемой жидкости и по винтовой траектории и в этом случае сам элемент вращения с винтовой пановкой становится источником турбулизации потока жидкости (т.е. местных завихрений);
имеет место большая потеря жидкой фазы через песковый канал (до 6 - 12%);
сложность в изготовлении.The main disadvantages of the known hydrocyclone:
ordering of the hydrodynamic situation in a hydrocyclone is not fully achieved, since the step of screw cutting of the rotation element almost never coincides with the step of the flow of the liquid being cleaned and along the spiral path, and in this case the rotation element itself with a screw pan becomes a source of turbulence in the liquid flow (t. e. local twists);
there is a large loss of the liquid phase through the sand channel (up to 6 - 12%);
difficulty in manufacturing.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в повышении качества разделения сред путем повышения стабильности гидродинамической обстановки в корпусе при одновременном упрощении конструкции. The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to improve the quality of the separation of media by increasing the stability of the hydrodynamic situation in the housing while simplifying the design.

Указанный технический результат достигается тем, что в корпусе гидроциклона соосно установлен веретенообразный элемент с гладкой поверхностью, в верхней части которого установлена крыльчатка для изменения движения жидкости из вращательно-поступательного в поступательное, а в нижней части его - гидроупор для усиления эффекта формирования обратного потока очищенной жидкости, который имеет каплевидную форму или же в виде тела вращения, образованного двумя усеченными конусами, имеющим общее основание. The specified technical result is achieved by the fact that a spindle-shaped element with a smooth surface is coaxially mounted in the hydrocyclone body, in the upper part of which there is an impeller for changing the fluid movement from rotational-translational to translational, and in the lower part of it there is a hydrocage to enhance the effect of the formation of the reverse flow of purified liquid , which has a teardrop shape or in the form of a body of revolution formed by two truncated cones having a common base.

В совокупности это позволяет:
упорядочить гидродинамическую обстановку внутри гидроциклона и повысить эффективность очистки за счет исключения местных завихрений (турбулизации) потока жидкости и подсоса воздуха;
ускорить отвод очищенной жидкости из центральной части гидроциклона, увеличив при этом его пропускную способность, и одновременно уменьшить давление на стенки конуса, вследствие чего увеличить срок службы гидроциклона;
уменьшить потерю жидкой фазы через песковый канал, и следовательно, уменьшить влажность сбрасываемой пульпы.Together, this allows you to:
streamline the hydrodynamic situation inside the hydrocyclone and increase the cleaning efficiency by eliminating local turbulence (turbulization) of the fluid flow and air suction;
accelerate the removal of purified liquid from the central part of the hydrocyclone, while increasing its throughput, and at the same time reduce the pressure on the walls of the cone, thereby increasing the life of the hydrocyclone;
to reduce the loss of the liquid phase through the sand channel, and therefore, to reduce the humidity of the discharged pulp.

На чертеже изображен гидроциклон в разрезе. The drawing shows a hydrocyclone in section.

Гидроциклон включает цилиндроконической корпус, имеющий улитку 1 с входным 2 и сливным 3 патрубками, конус 4 с песковым каналом 5. Улитка 1 и конус 4 соединяются между собой гайкой 6. Соосно конусу 4 установлен веретенообразный элемент с гладкой поверхностью, состоящий из крыльчатки 7, для изменения винтообразного движения очищенной жидкости в поступательное, конуса 8, гидроупора 9 для усиления эффекта формирования обратного потока конуса, натяжного устройства 10 и узла подвески 11, выполненного в виде гайки, которая на резьбе навинчивается до упора на сливной патрубок 3 и жестко соединена с элементом при помощи пластин, расположенных крестообразно. Натяжное устройство 10 снабжено гайкой 12, которая на резьбе навинчивается до упора на нижнюю часть конуса 4 и при помощи стоек 13 жестко соединена с упорным диском 14. Натяжение достигается навинчиванием гайки. The hydrocyclone includes a cylindrical-conical body having a cochlea 1 with inlet 2 and drain 3 nozzles, a cone 4 with a sand channel 5. The cochlea 1 and cone 4 are connected by a nut 6. A spindle-shaped element with a smooth surface consisting of an impeller 7 is installed coaxially to the cone 4, for changes in the helical movement of the purified liquid into the translational cone 8, hydraulic seal 9 to enhance the effect of the formation of the reverse flow of the cone, the tension device 10 and the suspension assembly 11, made in the form of a nut that is screwed onto the thread ra on the spout 3 and is rigidly connected to the element by means of plates arranged crosswise. The tensioning device 10 is equipped with a nut 12, which is screwed on the thread against the bottom of the cone 4 and is rigidly connected to the thrust disk 14. Using the struts 13, the tension is achieved by screwing the nut.

Гидроциклон работает следующим образом. The hydrocyclone works as follows.

Суспензия (или эмульсия) с мелкими частицами мехпримесей центробежным насосом (не показан) направляется в улитку 1 через тангенциально расположенный входной патрубок 2. Поток жидкости по винтовой траектории двигается вниз в сторону пескового канала 5. A suspension (or emulsion) with small particles of mechanical impurities by a centrifugal pump (not shown) is sent to the cochlea 1 through a tangentially located inlet pipe 2. The fluid flow along a spiral path moves down towards the sand channel 5.

Под действием центробежных сил частицы мехпримесей движутся в сторону внутренней стенки гидроциклона и время их пробега сокращается за счет совмещения геометрической и гидравлической осей гидроциклона, исключения рециркуляции мехпримесей и подсоса воздуха. В совокупности действие указанных фактором позволяет значительно увеличить степень очистки жидкости и пропускную способность гидроциклона. Under the action of centrifugal forces, particles of solids move toward the inner wall of the hydrocyclone and their travel time is reduced by combining the geometric and hydraulic axes of the hydrocyclone, eliminating the recirculation of solids and air suction. Together, the action of these factors can significantly increase the degree of purification of the liquid and the throughput of the hydrocyclone.

В нижней части конуса 4 увеличивается гидравлическое сопротивление потоку жидкости, за счет чего формируется поток очищенной жидкости снизу вверх. In the lower part of the cone 4, the hydraulic resistance to the fluid flow increases, due to which the flow of the purified fluid is formed from the bottom up.

Установка в нижней части конуса 4 гидроупора значительно увеличивает эффект обратного тока очищенной жидкости снизу-вверх, а потери жидкой фазы через песковый канал 5 конуса 4 снижаются до 1-2%, т.е. влажность сбрасываемой пульпы значительно снижается по сравнению с работой гидроциклона в обычном исполнении. Installation of a hydraulic seal in the lower part of the cone 4 significantly increases the reverse flow effect of the purified liquid from the bottom up, and the loss of the liquid phase through the sand channel 5 of the cone 4 is reduced to 1-2%, i.e. the moisture content of the discharged pulp is significantly reduced in comparison with the normal operation of the hydrocyclone.

Необходимо отметить, что величина угла при вершине верхнего конуса гидроупора может колебаться в довольно широком диапазоне (от 5 до 120) и определяется конкретными технологическими особенностями производственного процесса. Место установки по высоте гидроупора также может изменяться, например, при помощи резьбового соединения (не показано). Чем ниже установлен гидроупор 10, тем меньше влажность сбрасываемой пульпы. It should be noted that the angle at the apex of the upper cone of hydraulic resistance can fluctuate in a rather wide range (from 5 to 120) and is determined by the specific technological features of the production process. The installation location along the height of the hydraulic seal can also be changed, for example, using a threaded connection (not shown). The lower the seal 10 is installed, the lower the moisture content of the discharged pulp.

Claims

A hydrocyclone including a cylindrical conical housing with a tangential inlet and coaxially located drain pipes, a sand channel for removing mechanical impurities located in the lower part of the body and a spindle-shaped element coaxially placed in the housing, characterized in that it has an impeller installed in the upper part of the spindle-shaped element in front of the drain pipe helical movement of the purified liquid into the translational and in the lower part of it in front of the sand channel with a hydraulic seal to enhance the effect of formations the return flow of purified liquid and reduce the moisture content of the pulp, placed with the possibility of changing the height of its installation, while the surface of the spindle-shaped element is made smooth.