Hidrociklonai yra viena iš paprasčiausių mineralų apdorojimo įrangos dalių, dažnai veikia nereikalaujant techninės priežiūros ar niekieno dėmesio. Ciklonai išlieka labai veiksmingi atskyrimo įrankiai, nepaisant sudėtingų skysčių mechanizmų ir struktūrinės konfigūracijos, turinčios įtakos atskyrimo našumui.. Šiame straipsnyje apžvelgsime jų veikimą ir galimus trikčių šalinimo veiksmus, kai jie neveikia taip, kaip numatyta.
Jie atskiria stambias daleles
Hidrociklonai’ pagrindinis tikslas yra atskirti stambias daleles nuo smulkių. Išcentrinė jėga, taikoma jo vidinei struktūrai, užtikrina šį atskyrimą; sunkesnės dalelės linkusios judėti žemyn į besisukantį srautą, o smulkesnės juda labiau link jo krašto, stambios dalelės galiausiai išleidžiamos per apatinio kaiščio įdėklą arba viršūnę, o smulkesnės juda link perpildymo ir į viršutinę perpildymo kamerą.
Judėjimo charakteristikos hidrociklone lemia jo atskyrimo efektą, ir mokslininkai ištyrė šį aspektą, kad jį padidintų. Tyrinėtojai, vadovaujama Zhang, atliko išsamius bandymus, kad suprastų dalelių judėjimo elgesį, kad pagerintų šio ciklono atskyrimo efektą. Zhang atrado, kad didelės koncentracijos šėrimo sąlygomis, smulkios ir vidutinės mažo tankio dalelės gali lengvai patekti į perpildymą, o didelio tankio smulkios ir stambios dalelės gali patekti per vidinius sūkurius srautus ir ištekėti per jo išleidimo angą kaip perpildymas.
Oro šerdis susidaro ciklono centre, kai skystis tangentiškai patenka į jo cilindrinę kamerą, sukuriant intensyvų sūkurį. Ciklonas turi ašinį apatinį išėjimą su ribota prieiga, kuris neleidžia visam skysčiui, išskyrus dalį, ištekėti.. Kartą viduje, jo srautas priešinga srove link viršutinės išleidimo angos sukuria oro šerdį šerdyje.
Hidrociklonų antrinių cilindrinių sekcijų dydžiai turi didelę įtaką dalelių cirkuliacijos srauto regionui ir atskyrimo veikimui, tobulumo reikšmės monotoniškai mažėja augant šios sekcijos skersmeniui. Dėl stambesnių dalelių, cirkuliuojančių sūkuriuojančiame ciklono sraute, įvyksta netinkamas šių dalelių išdėstymas, todėl jie pasklinda didesniame plote. Apimant daugiau stambesnių dalelių, sumažėja atskyrimo efektyvumas ir neleidžiama susidaryti veiksmingo apskrito srauto modelio ciklono viduje, ir trukdo jos atskyrimo galimybėms. Pasiektas atskyrimo efektyvumas yra patenkinamas; tačiau, tobulumo vertės neatitinka lūkesčių dėl ciklono skysčio sukimosi pasipriešinimo ir klampumo, turinčio įtakos dalelių greičio pasiskirstymui ir judėjimo trajektorijai.
Jie atskiria smulkias daleles
Hidrociklonai naudoja išcentrinę jėgą ir diferencinį skysčio srautą, kad efektyviai atskirtų smulkias daleles nuo stambių dalelių. Išcentrinė jėga sukuriama nukreipiant įleidimo skystį tangentiškai link cilindro sienelės, skystyje sukuriamas apskritas judėjimas, dėl kurio sunkiosios dalelės juda į išorę ir kaupiasi, kol lengvesnės spirale slenka žemyn jo sienele ir išeina iš viršutinės hidrociklono perpildymo angos..
Hidrociklono atskyrimo efektyvumas labai priklauso nuo jo konstrukcijos konstrukcijos, įskaitant jo sūkurio ieškiklio matmenis, perpildymo ir perpildymo angos bei ciklono dydis. Be to, didesni skersmenys paprastai užtikrina geresnes atskyrimo savybes.
Hidrociklonai dažnai naudojami mineralinėse srityse, kaip C-33 betono smėlio gamyba, kontroliuoti, kokio dydžio medžiaga išeina iš smulkinimo grandinės. Skirtingų rūšių rūdos išsiskiria skirtingais dydžiais, kuriuos reikia atidžiai stebėti, norint sukurti ekonomiškai įmanomą produktą.
Slėgio kritimas, energijos kiekis, kurio reikia dalelėms judėti per hidrocikloną, yra neatskiriama jo valdymo sudedamoji dalis. Keičiant jo įleidimo slėgį, gali smarkiai pasikeisti atskyrimo efektyvumas – Pavyzdžiui, jei slėgis yra nustatytas mažesnis nei tikslinis, bus pranešta apie daugiau smulkių dalelių, dėl kurių susidaro stambesnės pjovimo vietos; ir atvirkščiai, jei slėgis viršija tikslą.
Pašarinių žaliavų tankis gali turėti didžiulį poveikį hidrociklonų atsiskyrimui. Dėl didesnio tankio pjūviai gali būti stambesni, o mažesnio tankio – smulkesni; todėl norint pasirinkti optimalaus tankio pašarų tirpalą, labai svarbu suprasti jų taikymo tikslą ir pasirinkti pašarų tankį pagal tai.
Reguliuojant kaiščio skersmenį, galima reguliuoti aplinkkelio smulkias dalis, siunčiamas tiesiai į perpildymą, didinant arba sumažinant jų srautą tiesiai į jį ir mažinant tai, kas grįžta į cikloną tolesniam apdorojimui.
Jie atskiria skysčius
Hidrociklonai atskiria skysčius nuo smulkių dalelių, sukurdami sūkurinį veiksmą, kuris sveria sunkesnę medžiagą į vidinę cilindro sienelę, o lengvesnė medžiaga juda į išorę ir žemyn.. Šis atskyrimo metodas geriausiai veikia, kai kietųjų medžiagų skersmuo yra didesnis nei 10 mikronų ir yra sferinės formos; tačiau, jų efektyvumas skiriasi priklausomai nuo sąlygų; pavyzdžiui, didėjant srutų koncentracijai, didėja ir atsparumas dalelių išcentrinėms jėgoms, todėl didėja jų dydis ir skaičius.
Skystis, patenkantis į cikloną iš siurblio, turi įveikti pasipriešinimą; tai sukelia slėgio kritimą ir radialinio slėgio gradiento padidėjimą, galiausiai sukelia dalelių ir skysčio nusėdimo būsenų trukdžių. Todėl, Svarbu naudoti mažo klampumo gręžimo skystį – tai leidžia skirtingų dydžių dalelėms nusėsti savo greičiu, neįstrigo tarp skysčio ir dalelių.
Pašarų tankis yra dar vienas svarbus elementas, į kurį reikia atsižvelgti nustatant hidrociklono veikimą. Kad atitiktų tikslinius pjūvio dydžius, pašarų tankis turi sutapti su tiksliniu pjūvio dydžiu, tai galima pasiekti keičiant tiekimo tankį arba keičiant slėgį įleidimo angoje – mažesnis slėgis siunčia daugiau smulkių dalelių į perpildymą, sukuriant stambesnį pjūvio dydį; didesnis slėgis nukreipia smulkias daleles į apatinį srautą smulkesniems pjūviams.
Hidrociklonai yra plačiai naudojami kontroliuoti, kokio dydžio medžiaga išeina iš smulkinimo grandinių kietųjų uolienų ir tauriųjų metalų reikmėms.. Taikant šiuose kontekstuose, momentinis skysčio įtekėjimas į hidrocikloną yra lygus bendram momentiniam lengvųjų dalelių srautui ir sunkiųjų dalelių srautui; sunkiosios dalelės judės greičiau nei lengvosios ir kaupsis viršutiniame hidrociklono perpildyme.
Tada iš sistemos galima pašalinti sunkias medžiagas. Tada visas ciklone likęs skysčio mišinys bus išpumpuojamas per jo apatinę išleidimo angą, žinomas kaip Apex, per sūkurio ieškiklio vamzdį.
Jie atskiria aliejus
Hidrociklonai tapo naujovišku sprendimu, kaip atskirti riebias daleles nuo stambios medžiagos. Sukurta specialios formos įranga, kuri panaudoja šlyties jėgą, kad atskirtų alyvos lašelius nuo skystos terpės. Ši technologija gali būti taikoma metalo apdirbimui, siekiant atskirti tepalus nuo aušinimo vandens arba gręžiant smėlį ir molį iš purvo..
Hidrociklonai skiriasi nuo kitų mineralų apdorojimo įrangos tuo, kad juose yra nedaug judančių dalių ir atskyrimo procesai priklauso nuo geometrijos ir skysčio slėgio. Jie sukurti taip, kad būtų paprasti, bet patikimi mechanizmai, kurie dažnai veikia ilgus metus ir nereikalauja didelių priežiūros išlaidų – tačiau daugelis vartotojų nežino, kaip pašalinti hidrociklono triktis, kai kažkas vyksta ne taip, kaip tikėtasi.
Vienas iš pagrindinių iššūkių, susijusių su hidrociklonais, yra įtraukimas. Kai stambi medžiaga atskiriama nuo smulkių, kai kurios sunkesnės medžiagos pateks į perpildymą, o kitos liks perteklinės dėl sudėtingo hidrociklono vidinio srauto lauko. Kelių ciklonų sujungimas gali padėti išspręsti šią problemą, tačiau tam reikia papildomų siurblių, vamzdynų ir investicijų sąnaudos.
Kaip tokia, labai svarbu suprasti, kaip veikia hidrociklonas ir kaip veikia jo atskyrimo mechanizmas. Kad dalelė išeitų per perpildymą ir ištekėtų į apatinį srautą, jie turi migruoti į tokias vietas, kur išcentrinė jėga viršija pasipriešinimo jėgą – šias tris sritis galima identifikuoti pagal radialinio greičio kontūrus pačiame hidrociklone; pirmiausia šalia jo šoninės sienelės, kur ašinis greitis yra neigiamas, todėl skystis teka žemyn link apatinio srauto.
Antroji sritis yra kūginės dalies viduryje, kur ašinis greitis yra teigiamas ir skystis juda aukštyn į perpildymą. Čia daugiausiai atsiskiria. Pagaliau, kūgio viršūnėje yra neigiamas ašinis greitis, išleidžiamas atgal, o šlyties poveikis padeda sutelkti sunkias fazes, kad per jį išsiskirtų.