Гидроциклоны с регулированием параметров процесса очистки

Автоматический гидроциклон ГЦА (рис. 10.13) состоит из цилиндро-конического корпуса 1, тангенциального вводного патрубка 2, коаксильно расположенного сливного патрубка 3 и песковой насадки 4, и установленного во внутренней полости по вертикальной оси цилиндрического стержня 5. В головной части 6 гидроциклона имеется канал 7 для разгрузки слива, гидравлически связанный со сливным патрубком 3. Между сливным патрубком 3 и каналом 7 находится камера переменного сечения 8, с которой взаимодействует конусовидный клапан 9 стержня 5. В верхней половине стержень 5 оснащен поршнем 10 с уплотнительными элементами 11. Поршень взаимодействует с центральным вертикальным каналом 12. Стержень 5 своей надпоршневой частью свободно проходит сквозь пустотелый штурвал 13. Верхний конец стержня 5 оснащен головкой 14. Между головкой 14 и штурвалом 13 установлена пружина 15, между поршнем 10 и штурвалом 13 — пружина 16. На корпусе установлен указатель 17 положения стержня.

Рис.  10.13. Автоматический гидроциклон ГЦА (ТулНИГП).

Зная размеры частиц исходного сырья и требуемую степень очистки промывочной жидкости, вращением штурвала 13 при работающем гидроциклоне устанавливают подпружиненный стержень в такое положение, при котором размер зазора между игольчатым концом стержня и песковой насадкой обеспечивает требуемые параметры классификации. Зазор определяют по положению головки 14 относительно меток указателя 17. Далее оптимальный режим, заданный разгрузочным отношением, поддерживается автоматически.
Важной особенностью работы гидроциклона является свободное вращение стержня внутри пустотелого штурвала 13 под действием вращающегося потока и вызванных им вибраций стержня. Штурвал после установки оптимального разгрузочного отношения во избежание его нарушения фиксируется относительно корпуса гидроциклона.

Таким образом, образование пробок в гидроциклоне эффективно предотвращается за счет вибраций и за счет вращения стержня.

Если по каким-то причинам зазор между стержнем и насадкой забьется, весь поток промывочной жидкости устремится в слив; за счет увеличения расхода жидкости в слив растет гидродинамический напор на конусовидный клапан снизу, при этом возрастает также и давление в подпоршневой части. Благодаря совместному воздействию усилий от гидродинамического напора на конусовидный клапан и от возрастающего давления на поршень стержень будет приподнят, зазор между стержнем и песковой насадкой увеличится, а проходное отверстие на слив конусовидным клапаном при его перемещении со стержнем вверх перекроется, в связи с чем создавшееся в полости гидроциклона повышенное давление и вся жидкость будут направлены на разрушение пробки в увеличивающемся зазоре между стержнем и песковой насадкой. После разрушения пробки стержень под действием собственной массы и реакции пружины 16 вновь занимает то положение, в которое он был установлен и которое соответствует оптимальному разгрузочному отношению, обеспечивая стабильное поддержание оптимального расхода на слив и на сброс в автоматическом режиме.

Если пробка автоматически не разрушилась, то стержень за головку 14 вручную приподнимают вверх или резко осаждают вниз, в результате чего пробка ликвидируется. О наличии ненарушенной пробки свидетельствует отсутствие выхода шлама из песковой насадки и отсутствие вращения и вибрации стержня, что легко обнаруживается визуально и по изменению звука, сопровождающего работу гидроциклона.