Редуктор; 2 - привод вала; 3 - корпус; 4 - клапан; классифицирующее устройство; 6 - мешалка; 7 – перегородка

Классификация в гидроциклонах происходит в центробежном поле в результате вращения пульпы (рис. 32).

Рис. 32. Гидроциклон:

1 - корпус; 2 - сливной патрубок; 3 - питающая насадка; 4 - песковая насадка; 5 - футеровка

Гидроциклон состоит из цилиндрической и конической час­тей. Цилиндрическая часть имеет патрубок для питания исходным материалом, поступающим под давлением по касательной к внут­ренней поверхности корпуса. Это отверстие для патрубка располага­ется таким образом, чтобы входящая струя пульпы получала враще­ние. Цилиндрическая часть патрубка сверху закрыта и имеет входное отверстие. В вершине конической части находится разгрузочное от­верстие для песков (песковая насадка). Внутренняя поверхность гид­роциклона футеруется резиной, карбидокремнием или полиуретаном, или каменным литьем для предотвращения абразивного износа кор­пуса. Вставка питающего патрубка, сливной патрубок и песковая на­садка выполняются съёмными. Корпус аппарата литой (чугунный) или сварной (из листовой стали).

Исходная пульпа подаётся в гидроциклон насосом под давле­нием. В результате тангенциального ввода исходной пульпы в гид­роциклон она приобретает интенсивное вращательное движение. Частота вращения потока внутри гидроциклона достигает несколь­ких тысяч оборотов в минуту. В таких условиях создаётся центро­бежная сила, на несколько порядков превосходящая силу тяжести. Под действием центробежной силы крупные и поэтому более тяжё­лые частицы отбрасываются к стенкам корпуса гидроциклона и, про­двигаясь по ним вниз, разгружаются через песковое отверстие (на­садку). Более тонкие и лёгкие частицы вместе с основной массой жидкости выносятся со сливом через верхнее отверстие.

При вихревом движении жидкости в гидроциклоне образу­ются два вращающихся в одну сторону, но имеющих противополож­ное осевое перемещение потока - внешний нисходящий (I) и внут­ренний восходящий (II). Вблизи геометрической оси аппарата цен­тробежная сила становится настолько большой, что происходит раз­рыв жидкости - вокруг оси образуется воздушный столб диаметром 0,6...0,7 диаметра сливного патрубка.

Эффективность классификации в гидроциклонах выше, чем в механических классификаторах, и достигает 80 %.

Наибольшее распространение получили гидроциклоны с уг­лом конусности 20 град. Выпускаются стандартные гидроциклоны диаметром от 75 до 2000 мм.

На показатели работы гидроциклонов влияют конструктив­ные и технологические факторы. К первым относятся форма и гео­метрические размеры гидроциклона, а также диаметры питающей и разгрузочной насадок, состояние внутренней поверхности.

Ко второй группе факторов относятся давление на входе, со­держание твердого в пульпе, его гранулометрический и веществен­ный состав.

Разгрузочное отношение ∆/d, т. е. отношение диаметра песковой насадки к диаметру сливного патрубка является основным фактором, определяющим показатели работы гидроциклона. С уве­личением разгрузочного отношения увеличивается выход песков, понижается их крупность и содержание твердого, соответственно этому уменьшается крупность слива и его выход.

Оптимальной длиной сливного патрубка h считается такая, когда его нижний край погружен в гидроциклон несколько ниже пи­тающего патрубка. Увеличение глубины погружения сливного пат­рубка в гидроциклон приводит к увеличению крупности слива.

Размер питающей насадки влияет главный образом на производительность гидроциклона, которая прямо пропорциональна эквивалентному диаметру этой насадки.

С увеличением угла конусности гидроциклона при прочих постоянных условиях снижается объёмная производительность, уменьшается выход песков и соответственно увеличивается круп­ность продуктов классификации.

Давление на входе при заданной объёмной производительно­сти определяется диаметрами сливного и питающего отверстий и составляет 0,03...0,25 МПа. Более высокое давление требуется при получении тонкого плотного слива. При этом сильно изнашиваются насадки гидроциклона, увеличивается расход электроэнергии. При выборе гидроциклонов следует стремиться к установке их по одному на насос, т. е. к применению больших аппаратов, которые обеспечи­вают на фабриках получение слива крупностью до 80...90 % класса -0,074 мм.

Однако, чем тоньше требуется крупность слива (например, < 0,01...0,02 мм) и больше его плотность, тем меньше должен быть диаметр гидроциклона. При соответствующих условиях слив одина­ковой крупности может получаться в гидроциклонах разных разме­ров. Более тонкий слив образуется при большом разжижении и дав­лении на входе в гидроциклон.

Все гидроциклоны имеют более высокую производитель­ность и занимают мало места по сравнению со спиральными класси­фикаторами.

3. Центробежный воздушный (пневматический) сепаратор состоит из внешнего цилиндро-конического корпуса, в котором концентрически размещена вторая внутренняя камера. Во внутренней камере расположен распределительный диск и вентиляторное колесо. В месте перехода цилиндрической части камеры в коническую часть установлены жалюзи, через которые внутренняя камера сообщается с наружной камерой. Диск и вентиляторное колесо, посажены на один вал и имеют общий привод.

Подлежащий классификации материал подается по желобу на распределительный диск, который, который, вращаясь центробежной силой сбрасывает материал в рабочее пространство сепаратора. Вентиляторное колесо, вращаясь, засасывает воздух из внутренний камеры и нагнетает его в наружную. Сепарация происходит в потоке воздуха, создаваемом вентиляторным колесом. Крупный материал преодолевает поток воздуха и осаждается во внутренней камере, удаляясь по патрубку. Лопасти выделяют из потока оставшиеся крупные частицы, повышая эффективность разделения. Мелкий материал выносится воздухом в наружную камеру. Здесь скорость потока воздуха резко снижается, мелкий материал осаждается и удаляется по патрубку. Очищенный воздух через жалюзи вновь попадает во внутреннюю камеру сепаратора, создавая замкнутый, циркулирующий поток воздуха.

Крупность разделения материала можно регулировать как дроссельной задвижкой с помощью штурвалов, так и изменением числа лопастей вентилятора или частоты его вращения.

Воздушные сепараторы диаметром цилиндрической части корпуса до 4,9м. их хорошо используют в циклах сухого измельчения при приготовлении пылевидного топлива, обогащении асбестовых руд, а так же для обеспыливания угля перед его обогащением.

Выводы: