Гідроциклон-сепаратор

Гидроциклон-сепаратор относится к области обогащения полезных ископаемых и предназначено для обогащения крупных угольных шламов и других зернистых материалов. Известен гидроциклон-прототип [Авт.св. СССР №889110, кл. В 04 С 5/12, В 03 В 5/34 от 06.03.80]. Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус с тангенциальным входным и песковым патрубками, сливной патрубок, выполненный в виде перфорированной трубы, в котором верхний ряд отверстий патрубка расположен ниже оси входного патрубка, на расстоянии, превышающем его диаметр, а нижний торец сливного патрубка снабжен заглушкой. Гидроциклон работает следующим образом. Пульпу подают тангенциально через входной патрубок исходного питания в цилиндрический корпус. Под действием центробежных сил крупные частицы отбрасываются к стенкам гидроциклона и разгружаются через песковый патрубок. Тонкие частицы восходящим потоком жидкости поднимаются в верхнюю часть гидроциклона и разгружаются через отверстия сливного патрубка, нижний конец которого закрыт наглухо заглушкой. Недостатком указанной конструкции является высокий коэффициент гидравлического сопротивления сливного патрубка, так как вся сливающаяся пульпа направляется вверх и удаляется только через отверстия в сливном патрубке, в результате чего происходит потеря напора и уменьшается производительность гидроциклонной установки. В цилиндрической части корпуса, где размещен сливной патрубок, образуется множество вертикальных восходящих струй, взаимодействующих друг с другом, а вращение восходящего потока приводит к перемешиванию этих восходящих струй и к дополнительному турбулентному перемешиванию и нарушению результатов разделения, поэтому данная конструкция гидроциклона не получила использования в промышленности. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать гидроциклон-сепаратор, в котором за счет фракционного удаления слива и уменьшения турбулентности в торцевой зоне сливного патрубка, обеспечивается увеличение производительности и повышение устойчивости в работе и за счет наличия двух цилиндроконических зон происходит более интенсивное уплотнение породных частиц, что способствует повышению их зольности и вымыванию малозольных тонких частиц из породной постели. Поставленная задача решается тем, что гидроциклон-сепаратор, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, сливной и песковый патрубки, который согласно изобретению снабжен дополнительным цилиндроконическим корпусом, соединенным с конической частью основного корпуса и цилиндроконической насадкой, которая в плоскости соединения корпусов большим основанием конуса присоединена к сливному патрубку и в его стенках выполнены окна. Поставленная задача решается и тем, что окна выполнены в виде трапеций, расширяющихся вниз. Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом имеет ряд преимуществ. Выполнение гидроциклона-сепаратора с дополнительным цилиндроконическим корпусом, соединенным с конической частью основного корпуса, обеспечивает более эффективное разделение исходного материала по плотности за счет повторного использования центробежных сил и плотной породной постели. Снабжение гидроциклона-сепаратора цилиндроконической насадкой, которая в плоскости соединения корпусов большим основанием конуса присоединена к сливному патрубку, способствует формированию равномерного поля скоростей в сливном патрубке и более равномерное удаление слива из гидроциклонного сепаратора с достаточно высокой вертикальной скоростью, что особенно важно в месте поступления дополнительного слива через окна, выполненные в стенках цилиндрической части сливного патрубка. Выполнение окон в виде трапеций, расширяющихся вниз способствует постепенному уменьшению интенсивности турбулентных возмущений сливающегося потока, вызванных поступлением дополнительной пульпы в сливной патрубок и обеспечивает уменьшение гидравлического сопротивления в сливном патрубке, стабильность удаления слива и увеличение производительности гидроциклона-сепаратора. На чертеже представлен гидроциклон-сепаратор, общий вид. Гидроциклон-сепаратор включает цилиндроконический корпус 1 с тангенциальным входным патрубком 2 для исходного питания, сливной патрубок 3, песковый патрубок 4 для удаления тяжелого продукта, дополнительный цилиндроконический корпус 5, который соединен с конической частью основного конуса 1. Цилиндроконическая насадка 6 в плоскости соединения корпусов большим основанием присоединена к сливному патрубку 3, в стенках которого выполнены окна 7 в виде трапеций, расширяющихся вниз. Гидроциклон-сепаратор работает следующим образом. Исходная суспензия по патрубку 2 тангенциально подается в цилиндрическую часть основного корпуса 1, где под действием центробежных сил получает вращательное направленное движение сверху вниз. Затем, продолжая вращение, суспензия поступает в коническую часть основного корпуса 1, где крупные тяжелые частицы, под действием центробежных сил образуют уплотненный пристенный породный слой, а часть мелких частиц, через сливные трапецеидальные окна 7 поступает в сливной патрубок 3 и удаляется из гидроциклона-сепаратора. Суспензия, продолжая вращение, поступает в дополнительный цилиндроконический корпус 5, где продолжается процесс разделения, при этом, тяжелые породные частицы осаждаются на стенках конической части дополнительного корпуса 5 и по песковому патрубку 4 удаляются из гидроциклона-сепаратора. Основная часть суспензии, унося с co6oft мелкие угольные частицы, через торцевое отверстие цилиндроконической насадки 6 поступает в сливной патрубок 3 и удаляется из гидроциклона.