Многие технологические процессы сельскохозяйственного производства требуют, осветления или фильтрации жидкостей, сгущения или классификации твердой фазы дисперсной среды. Все выше перечисленные технологические операции позволяет производить гидроциклоны. В настоящее время в технической и справочной литературе, рекламных материалах, а также в проектной документации различных организаций имеется большое количество конструктивных решений гидроциклонных аппаратов, мульти гидроциклонов как в единичном исполнении, так и в виде батарей и установок [1]. В данной статье приведены лишь некоторые конструкции и схемы аппаратов гидроциклонного типа, иллюстрирующие характерные отличительные особенности отдельных групп гидроциклонного оборудования.
Из всего многообразия конструкций гидроциклонов можно выделить четыре основные группы аппаратов:
1. Конические гидроциклоны (открытые и закрытые), служат для разделения грубых суспензий (рисунок 1) [2].
Рисунок 1. Конический гидроциклон: 1 – питающий патрубок; 2 – патрубок для слива; 3 – патрубок для вывода сгущенного продукта
2. Цилиндроконические гидроциклоны, которые используются для сгущения, обогащения, осветления, классификации (рисунок 2) [3, 4, 5].
Рисунок 2. Цилиндроконический гидроциклон: а – без камеры слива; б – со сменной вставкой питания. 1 – питающий патрубок; 2 патрубок для слива; 3 – патрубок для вывода сгущенного продукта
3. Цилиндрические гидроциклоны, бывают прямоточные и противоточные, в основном применяемые для проведения процессов двухфракционной или многофракционной классификации, осветления и сгущения суспензии (рисунок 3).
Рисунок 3. Цилиндрический гидроциклон: а – прямоточный трехпродуктовый; 1 – питающий патрубок; 2 – трехпродуктовые патрубки слива; б – противоточный двухпродуктовый с регулировкой осветлённого продукта. 1 – питающий патрубок; 2 – патрубок для слива; 3 – патрубок для вывода сгущенного продукта
4. Турбоциклоны – аппараты гидроциклонного типа с “разгонными” вращающимися устройствами (турбинами), которые целесообразно применять при разделении тонких разбавленных суспензий с переменной концентрацией и грансоставом дисперсной фазы в безнапорном режиме питания (рисунок 4).
Рисунок 4. Турбоциклоны: а – прямоточный двухпродуктовый с радиальным вводом разделяемой смеси; б – прямоточный двухпродуктовый двухступенчатый со шнековой разгрузкой промежуточного продукта и плоскими разгонными лопастями. 1 – питающий патрубок; 2 – патрубок для слива; 3 – патрубок для вывода сгущенного продукта
Вышеперечисленные группы гидроциклонных аппаратов подразделяются по конструктивным признакам и условиям эксплуатации на несколько подгрупп:
а) по условиям организации питания (безнапорные, низконапорные);
б) по схеме движения потоков в аппарате (прямоточные и противоточные);
в) по количеству продуктов разделения – двухпродуктовые и многопродуктовые;
г) по способу ввода разделяемой смеси (тангенциальный ввод, осевой ввод, радиальный ввод).
Перспектива дальнейшего более широкого применения гидроциклонов для разделения жидких неоднородных систем обусловливает необходимость дальнейшего развития научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы, направленной на повышение эффективности их эксплуатации, экономичности проведения процессов разделения, надежности и долговечности этого универсального типа оборудования.
Библиографический список
- Терновский И.Г., Кутепов А.М. Гидроциклонирование. – М:. Наука, 1994 г. – 350 с.
- Кундротас К.Р., Ковалева Д.Г. Устройство для очистки дизельного топлива / Научное обеспечение агропромышленного производства // Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова. 2010 г. 254-256 с.
- Токмаков Е.А. Описание работы цилиндроконического гидроциклона // Современная техника и технологии. 2016. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2016/04/9989
- Кундротас К.Р., Сидоров Е.А. Обоснование параметров устройства для очистки дизельного топлива от эмульсионной воды / МОЛОДЕЖЬ И НАУКА XXI ВЕКА // Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина. 2010 г. 52-54 с.
- Варнаков В.В., Кундротас К.Р., Варнаков Д.В. Математическая модель процесса разделения эмульсии «дизельное топливо-вода» в цилиндроконических гидроциклонах / Международный научный журнал // ООО “Спектр”, Москва. 2013 г. 99-102 с.