RU2099150C1

RU2099150C1 - Hydraulic cyclone

Info

Publication number: RU2099150C1
Application number: RU96115895A
Authority: RU
Inventors: А.В. Друцкий; М.И. Невзоров
Original assignee: Друцкий Алексей Васильевич
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1997-12-20

Abstract

FIELD: water cleaning technique; separation of multi-component mixtures. SUBSTANCE: hydraulic cyclone includes cylindrical taper housing with tangential inlet branch pipe, sludge discharge hole and cleaned water discharge branch pipe. Housing is additionally provided with cylindrical chamber in its upper portion having outlet branch pipe which is connected with interior of housing by means of circular slot whose outer diameter is equal to 1.05-1.20 of outer diameter of cleaned water discharge branch pipe. Cone-shaped ferrule located concentrically in lower taper portion of housing forming circular clearance. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки сточных вод и других жидкостей и может быть использовано для разделения твердых и жидких неоднородных систем под действием центробежных сил. The invention relates to techniques for treating wastewater and other liquids and can be used to separate solid and liquid heterogeneous systems under the action of centrifugal forces.

Известен трехпродуктовый гидроциклон для осветления маслосодержащих сточных вод, включающий цилиндрический корпус с песковым патрубком для подачи исходного продукта, сливными патрубками осветленной воды и масла, концентрично расположенными внутри корпуса, причем патрубок осветленной воды установлен на подшипниках и снабжен наружными лопастями и внутренними ребрами [1]
Недостатком известного гидроциклона является низкая надежность работы вследствие наличия подшипника.Known three-product hydrocyclone for clarification of oil-containing wastewater, including a cylindrical body with a sand nozzle for supplying the initial product, drain nozzles of clarified water and oil concentrically located inside the housing, and the nozzle of clarified water is mounted on bearings and equipped with external blades and inner ribs [1]
A disadvantage of the known hydrocyclone is the low reliability due to the presence of the bearing.

Известен гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с перфорацией в нижней части конуса, входной патрубок, выпускной патрубок уловленных твердых частиц и цилиндроконический кожух, в верхней части которого, на его боковой поверхности, установлен выпускной патрубок очищенной жидкости [2]
Недостатками известного гидроциклона являются низкие надежность и эффективность работы вследствие возможности засорения перфорации.Known hydrocyclone, comprising a cylindrical conical body with perforation in the lower part of the cone, an inlet pipe, an outlet pipe for trapped solid particles and a cylinder conical casing, in the upper part of which, on its side surface, an outlet pipe of the purified liquid is installed [2]
The disadvantages of the known hydrocyclone are low reliability and operational efficiency due to the possibility of clogging of the perforation.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности работы гидроциклона. The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of the hydrocyclone.

Поставленная цель достигается тем, что в гидроциклоне, содержащем вертикальный цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, шламоотводящим отверстием и патрубком отвода очищенной жидкости, цилиндроконический корпус дополнительно содержит в верхней своей части цилиндрическую камеру с выпускным патрубком, соединенную с объемом корпуса кольцевой щелью наружным диаметром, равным 1,05-1,20 наружного диаметра патрубка отвода очищенной жидкости, и конусообразную обечайку, расположенную концентрично в нижней конической части корпуса с образованием кольцевого зазора, кроме того, выпускное отверстие патрубка отвода очищенной жидкости расположено в верхней его части тангенциально по ходу вращения жидкости, а сам патрубок содержит в центре верхней части дополнительный патрубок для отвода легких фракций разделяемых сред. This goal is achieved in that in a hydrocyclone containing a vertical cylindrical conical housing with a tangential inlet pipe, a sludge outlet and a pipe for cleaning the cleaned liquid, the cylinder conical housing further comprises a cylindrical chamber in its upper part with an outlet pipe connected to the casing volume by an annular gap with an outer diameter equal to 1.05-1.20 of the outer diameter of the outlet pipe of the purified liquid, and a cone-shaped shell located concentrically in the lower conical part and the housing with the formation of an annular gap, in addition, the outlet of the outlet pipe for cleaning the cleaned liquid is located in its upper part tangentially in the direction of rotation of the liquid, and the pipe itself contains in the center of the upper part an additional pipe for the removal of light fractions of the separated media.

Поставленная цель достигается тем, что нижняя часть конусообразной обечайки расположена ниже шламоотводящего отверстия и что конусообразная обечайка содержит лопасти с саморегулируемым углом атаки. This goal is achieved in that the lower part of the conical shell is located below the sludge outlet and that the conical shell contains blades with a self-regulating angle of attack.

На фиг. 1 изображен разрез по А-А (Фиг.2) гидроциклона, на фиг.2 вид сверху на гидроциклон. In FIG. 1 shows a section along aa (FIG. 2) of a hydrocyclone; FIG. 2 is a top view of a hydrocyclone.

Гидроциклон состоит из вертикального цилиндроконического корпуса 1 с тангенциальным входным патрубком 2, шламоотводящим отверстием 3 и патрубком 4 отвода очищенной жидкости. Цилиндроконический корпус 1 дополнительно содержит в верхней своей части цилиндрическую камеру 5 с выпускным патрубком 6, соединенную с объемом корпуса 1 кольцевой щелью 7. Наружный диаметр D кольцевой щели 7 равен 1,05-1,20 наружного диаметра d патрубка 4 отвода очищенной жидкости
D 1,05 1,20 d.The hydrocyclone consists of a vertical cylindrical conical housing 1 with a tangential inlet pipe 2, a sludge outlet 3 and a pipe 4 for discharge of purified liquid. The cylindrical-conical housing 1 further comprises in its upper part a cylindrical chamber 5 with an outlet pipe 6 connected to the volume of the housing 1 by an annular gap 7. The outer diameter D of the annular gap 7 is 1.05-1.20 of the outer diameter d of the outlet 4 of the purified liquid
D 1.05 1.20 d.

Цилиндроконический корпус 1 содержит также конусообразную обечайку 8, расположенную концентрично в нижней конической части корпуса 1 с образованием кольцевого зазора. The cylindrical conical housing 1 also contains a conical shell 8 located concentrically in the lower conical part of the housing 1 with the formation of an annular gap.

Выпускное отверстие 9 патрубка 4 отвода очищенной жидкости расположено в верхней его части тангенциально по ходу вращения жидкости, а сам патрубок 4 содержит в центре верхней части дополнительный патрубок 10 для отвода легких фракций разделяемых сред. The outlet 9 of the pipe 4 of the outlet of the purified liquid is located tangentially in the upper part along the rotation of the liquid, and the pipe 4 itself contains in the center of the upper part an additional pipe 10 for the removal of light fractions of the separated media.

Низ конической части корпуса 1 соединен со шламоприемным бункером 11. Нижняя часть конусообразной обечайки 8 расположена ниже шламоотводящего отверстия 3 конусной части корпуса 1. The bottom of the conical part of the housing 1 is connected to the sludge receiving hopper 11. The lower part of the conical shell 8 is located below the sludge-hole 3 of the conical part of the housing 1.

Конусообразная обечайка 8 оснащена лопастями 12 с саморегулируемым углом атаки (конструкция лопастей в материалах настоящей заявки не раскрывается, так как не является предметом настоящего изобретения). The conical shell 8 is equipped with blades 12 with a self-adjustable angle of attack (the design of the blades in the materials of this application is not disclosed, since it is not the subject of the present invention).

Работа гидроциклона осуществляется следующим образом. Смесь, например, воды, песка и масла с большой скоростью поступает через тангенциальный входной патрубок 2 в объем вертикального цилиндроконического корпуса 1 и винтообразно перемещается вниз, ускоряя свое вращение в конусной части корпуса 1. Под действием центростремительных сил за счет разных удельных весов смесь разделяется: песок, вращаясь с потоком, располагается у стенок корпуса 1, масло собирается по оси вращения потока, а остальной объем занимает вода. Концентрированная смесь песка с водой при движении вниз проходит через кольцевую щель между корпусом 1 и конусообразной обечайкой 8 и отводится в шламоприемный бункер 11. Масло выводится из корпуса 1 гидроциклона через патрубок 10, а вода через выпускное отверстие 9 патрубка 4. Основной поток воды внизу конусной части корпуса 1 уменьшает свой радиус вращения и дальше движется вверх к патрубку 4 отвода очищенной жидкости. The operation of the hydrocyclone is as follows. A mixture of, for example, water, sand and oil with high speed enters through a tangential inlet pipe 2 into the volume of a vertical cylindrical housing 1 and spirals downward, accelerating its rotation in the conical part of the housing 1. Under the action of centripetal forces due to different specific weights, the mixture is separated: sand, rotating with the stream, is located at the walls of the housing 1, the oil is collected along the axis of rotation of the stream, and the remaining volume is water. A concentrated mixture of sand and water when moving down passes through an annular gap between the housing 1 and the conical shell 8 and is discharged into the sludge receiving hopper 11. Oil is discharged from the hydrocyclone housing 1 through the nozzle 10, and water through the outlet 9 of the nozzle 4. The main water flow is below the conical part of the housing 1 reduces its radius of rotation and then moves up to the pipe 4 of the outlet of the purified liquid.

Размер кольцевой щели между корпусом 1 и конусообразной обечайкой 8 устанавливается самостоятельно при помощи лопастей IS в зависимости от расхода водно-песчаной смеси между конусообразной обечайкой 8 и корпусом 1: при большем расходе щель больше, а при уменьшении расхода размер щели уменьшается. The size of the annular gap between the housing 1 and the conical shell 8 is set independently using the IS blades depending on the flow rate of the water-sand mixture between the conical shell 8 and the housing 1: the gap is larger at a higher flow rate, and the gap size decreases with a decrease in the flow rate.

Расположение низа конусообразной обечайки 8 ниже уровня шламовыпускного отверстия 3 исключает возврат шлама в поток очищенной жидкости. The location of the bottom of the conical shell 8 below the level of the sludge outlet 3 eliminates the return of sludge into the stream of purified liquid.

Кольцевая щель 7 обеспечивает отвод воздуха из объема корпуса 1 в дополнительную цилиндрическую камеру 5, откуда он периодически удаляется через патрубок 6. Размер щели 7 зависит от проектной производительности гидроциклона и конкретного функционального назначения. An annular gap 7 provides for the removal of air from the volume of the housing 1 into an additional cylindrical chamber 5, from where it is periodically removed through the pipe 6. The size of the gap 7 depends on the design capacity of the hydrocyclone and the specific functional purpose.

Тангенциальный отвод очищенной жидкости через выпускное отверстие 9 обеспечивает устойчивое вращательное движение очищенной жидкости по всей высоте патрубка 4 и исключает повторное смешивание удаляемых через патрубок 10 легких фракций смеси (масла) с очищенной жидкостью (водой). The tangential discharge of the purified liquid through the outlet 9 provides a stable rotational movement of the purified liquid along the entire height of the pipe 4 and eliminates the re-mixing of light fractions of the mixture (oil) removed through the pipe 10 with the purified liquid (water).

Таким образом, предложенные технические решения обеспечивают при абсолютной простоте конструкции надежную и высокоэффективную работу гироциклона при разделении любых смесей. Thus, the proposed technical solutions provide, with absolute simplicity of design, reliable and highly efficient operation of the gyrocyclone in the separation of any mixtures.

Claims

1. A hydrocyclone comprising a vertical cylindrical conical body with a tangential inlet pipe, a slag outlet and a outlet for purified liquid, characterized in that the cylinder conical body further comprises a cylindrical chamber in its upper part with an outlet pipe connected to the body volume by an annular gap with an outer diameter equal to 1 05 1.20 of the outer diameter of the outlet pipe for purified liquid, and a cone-shaped shell located concentrically in the lower conical part of the housing with the image vaniem annular gap, moreover, an outlet nozzle discharge of purified liquid is arranged in the upper part tangentially along the rotation of the liquid, and the nozzle comprises at the center of the top of an additional outlet for removing the light fractions separated environments.

2. Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the lower part of the cone-shaped shell is located below the sludge outlet.

3. The hydrocyclone according to claim 2, characterized in that the cone-shaped shell contains blades with a self-regulating angle of attack.