効率的な液体固体分離のための液体サイクロン

液体サイクロンは、装置内の流体の流れを変えることで分離性能を向上させながら同時にエネルギー消費を削減するように設計されています。.

粒子が円錐形セクションに入る前に、サイクロンの円筒形セクションで一次分離が行われ、フィード密度に応じた追加の分離プロセスが行われます。.

サイクロンジオメトリ

サイクロンは、遠心力を使用して媒体から大きな粒子や液滴を分離する円形の装置です。. その遠心力が流体の抗力を超えるとき, より大きな粒子またはより密度の高い粒子は、上部の出口から排出されます。, 一方、より細かい粒子や拒否された粒子は、底部にある下部の拒否出口から排出されます。.

接線方向の入口設計により、強力な渦の形成が促進されます, 分離効率の向上. さらに, 高速ガスがセパレーターに流入するときに発生する短絡流を防止する設計.

分離効率を最大化するには, 最適な分離効率を確保するには、サイクロンの本体/バレルを適切なサイズにする必要があります。. これを判断するには, 材料がサイクロンの頂点から出るときに、わずかに扇状のスプレーが吹くのを確認してください。; これは、サイズが適切に設定されていることを示します. 代わりに、材料がセパレーターの下から漏れる場合は、, 供給圧力/流量を増やすか、カットサイズを減らすかのいずれか (つまり. それを粗くする).

オーバーフロースリット

オーバーフロースリットの設計は液体サイクロンの分離効率と分割比に大きく影響します. 一般的に, オーバーフロー スリット幅を増やし、アンダーフロー スリット幅を減らすと、パフォーマンスが向上します。.

サイクロンに投入すると, スラリーは円筒壁内で回転し、遠心力を発生させて材料を密度によって選別します。. 重い粒子は壁に衝突し、ボルテックスファインダーと呼ばれる流出パイプを通って引き下げられ、アンダーフロー出口パイプから排出されます。; 重いものはそこに閉じ込められたままになるため、渦ファインダーまたは渦ファインダー流出パイプを介してオーバーフローするまでそこに蓄積されます。.

液体サイクロンの効率を最適化するには, 乱流強度とその壁内でのエネルギー損失を最小限に抑え、また軽い粒子がオーバーフロー出口に到達するのに十分な遠心力を利用できるようにするには、軸方向と接線方向の速度の最適な比率を達成する必要があります。.

オリフィス角度

サイクロンシリンダーに接線方向から送り込む場合, その回転動作は液体の速度を遠心力に変換し、重い粒子を壁に向かって引き寄せる一方で、より軽い粒子は凝集して上向きに螺旋を描き、上部のオーバーフロー出口から排出されます。; 次に、より重い粗い粒子は、延長チューブを通って液体とともにその底部の排出口に後方に落ちます。 (ボルテックスファインダーと呼ばれる).

液体サイクロン分離は、せん断力を最小限に抑える非せん断フロー パターンを使用することで、より効果的に行うことができます。; せん断のない設計は、冷却剤寿命の延長など、従来の媒体濾過に比べて他の利点を提供する可能性があります。. システム設計時, しかし, せん断も考慮する必要があります.

軸速度分布

遠心力が流体が受ける摩擦力を超える場合, 重い粒子は液体から分離され、軸方向の底部出口から排出されます。 (アンダーフロー) 一方、軽い液体は液体サイクロンの上部出口から入ります。 (オーバーフロー).

サイクロンは軸軸上に 2 つの出口を備えています; 底部にあるものとして知られています “拒否側,” そして、上部にある別の大きな出口として知られています “オーバーフロー側。” 円筒形のチャンバーへの接線方向の噴射により、渦巻き状の流れパターンが形成されます。; オーバーフロー側からの排出はサイクロンの頂点から突き出た軸方向のパイプを通ります.

しかし, 固有の流体の流れ特性により、形状に関係なく不完全な分離とエネルギー損失が発生します。. 最適な設計を目指して, さまざまな流体の流れを強化する設計が提案され、テストされています – センターボディの挿入など9, インナーコーン11, ダブルオーバーフローパイプ12-13, スリットコーン14とオーバーフローキャップ15など; いずれも、粒子サイズの分級性能を向上させながら空芯直径を縮小することが示されています。.