ГИДРОЦИКЛОН

Полезная модель относится к устройствам для разделения суспензий в центробежном поле, а именно - к гидроциклонам и может быть использована в горнодобывающей, металлургической, химической и других областях промышленности.
В качестве прототипа выбран гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с Песковым патрубком, а также расположенные в верхней цилиндрической части корпуса тангенциальный питающий патрубок и осевой сливной патрубок, причем внутренний радиус цилиндрической поверхности верхней части корпуса равен максимальному внутреннему радиусу нижней части корпуса [патент СССР на изобретение №1783995, кл. В04С 3/06, опубл. 23.12.1992].
Недостатками известного гидроциклона являются низкие качество разделения суспензии и производительность из-за значительного влияния турбулизации потока суспензии вследствие того, что внутренний радиус цилиндрической поверхности верхней части корпуса равен максимальному внутреннему радиусу нижней части корпуса.
Для устранения указанных недостатков предлагается гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с Песковым патрубком, а также расположенные в верхней цилиндрической части корпуса тангенциальный питающий патрубок и осевой сливной патрубок, в котором, согласно полезной модели, внутренний радиус цилиндрической поверхности верхней части корпуса больше максимального внутреннего радиуса корпуса.
Для снижения турбулизации подаваемой суспензии верхняя часть корпуса сообщена с тангенциальным питающим патрубком через улиточный канал.
С целью снижения гидравлического сопротивления внутренняя поверхность верхней части корпуса сопряжена с внутренней поверхностью нижней части корпуса по конической или криволинейной поверхности.
Для обеспечения ремонтоспособности и настройки режима работы гидроциклона сливной и песковый патрубки выполнены съемными, а корпус гидроциклона собран из секций.
С елью повышения износостойкости и снижения металлоемкости гидроциклон выполнен из резины или композиционного материала.
Сопоставительный анализ заявляемого гидроциклона с прототипом и другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность существенных признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию полезной модели "новизна".
Соответствие заявляемого технического решения критерию полезной модели "промышленная применимость" видно из нижеприведенных примеров конкретного выполнения гидроциклона.
Полезная модель иллюстрирована чертежами, на которых схематично показан общий вид гидроциклона: Фиг.1 - вариант выполнения цельнолитого гидроциклона с цилиндроконической нижней частью корпуса; Фиг.2 - то же самое с конической нижней частью корпуса; Фиг.3 - вариант выполнения гидроциклона со съемными песковым и сливным насадками; Фиг.4 -секционный гидроциклон в укороченном варианте; Фиг.5 - то же самое, в удлиненном варианте.
Перечень позиций и обозначений на чертеже:
1 - цилиндроконический корпус гидроциклона;
2 - песковый патрубок;
3 - верхняя часть корпуса 1;
4 - питающий патрубок;
5 - сливной патрубок;
6 - нижняя часть корпуса;
7 - коническая поверхность;
8 - криволинейная поверхность;
9 - улиточный канал;
1
R - внутренний радиус цилиндрической поверхности верхней части 3 корпуса;
1
1
2
R - максимальный радиус внутренней поверхности нижней части 6 корпуса. Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус 1 с Песковым патрубком 2, а также расположенные в верхней части 3 корпуса 1 тангенциальный питающий патрубок 4 и осевой сливной патрубок 5. Внутренний радиус R цилиндрической поности верхней части 3 корпуса больше максимального внутреннего радиуса R нижней части 6 корпуса 1.
Гидроциклон может быть выполнен цельнолитым из резины или композиционного материала (Фиг.1, Фиг.2), со сменными Песковым и сливным патрубками 2 и 5, соответственно (Фиг.3), или выполнен секционным (Фиг.4, Фиг.5).
Для снижения гидравлического сопротивления гидроциклона внутренняя поверхность верхней части 3 корпуса 1 сопряжена с внутренней поверхностью нижней части 6 корпуса 1 по конической поверхности 7 (Фиг.3, Фиг.4, Фиг.5) или по криволинейной поверхности 8 (Фиг.1, Фиг.2).
Для снижения турбулизации подаваемой суспензии верхняя часть 3 корпуса 1 сообщена с тангенциальным питающим патрубком 4 через улиточный канал 9.
Для повышения ресурса работы корпус 1 гидроциклона выполнен из износостойкого композиционного материала, например, композита «КК-167» ТУ 2296-004-01-8621117-2009.
Работа гидроциклона происходит следующим образом.
Исходная суспензия по питательному патрубку 4 поступает через улиточный канал 9 в верхнюю часть 3 корпуса 1, далее по конической или криволинейной поверхности (7 или 8) плавно переходит в нижнюю часть 6 корпуса 1. Подача суспензии через улиточный канал 9 обеспечивает снижение турбулизации суспензии в гидроциклоне. Далее закрученный поток суспензии поступает в коническую часть корпуса 1, где под действием центробежных сил происходит разделение суспензии на крупную (песковую) и мелкую фракции, удаляемые через песковый и сливной патрубки 2 и 5, соответственно. Выполнение верхней части 3 корпуса 1 с радиусом внутренней цилиндрической поверхности большим, чем радиус внутренней поверхности нижней части 6 корпуса 1 обеспечивает дополнительное ускорение поступающего в гидроциклон потока суспензии при его перемещении к песковому патрубку 2, снижает турбулизацию последней, а в целом улучшает работу гидроциклона.
При использовании заявляемой полезной модели достигается следующий технический результат: снижается турбулизация потока суспензии, что увеличивает производительность гидроциклона, повышает эффективность разделения суспензии и продлевает срок службы гидроциклона.