Гідроциклони – Підвищення ефективності класифікації та розділення матеріалів

Гідроциклони використовуються для розділення матеріалів за допомогою відцентрової сили. Легкі фази з меншою щільністю рухаються спірально до вихідного отвору переливу, тоді як важкі фази з більшою щільністю рухаються до центру та викидаються через вихідні отвори нижнього потоку..

Криві середнього значення OC на виході переливу ілюструють тенденції зміни зі збільшенням Dc.

Швидкість потоку

Завантажувальний матеріал подається тангенціально в гідроциклон під тиском і змушує відцентрові сили рухатися вгору та вниз уздовж його конічної стінки, штовхаючи важчі фази вгору та вниз у відповідь. З кожним зменшенням діаметра збільшується швидкість для максимального розділення; концентровані тверді речовини виходять на вершині.

Необхідно встановити відповідну швидкість потоку, щоб отримати бажану концентрацію матеріалу в переливі. Варіації швидкості можуть змінювати траєкторії частинок як у внутрішньому, так і зовнішньому вихрових потоках, остаточно змінюючи коефіцієнт розподілу.

Bicalho та інші повідомили, що збільшення швидкості потоку живлення в межах певних параметрів може посилити поля відцентрових сил і збільшити загальну ефективність розділення, але перевищення цих параметрів може зменшити ефективний час утримання частинок і коефіцієнт розподілу крапель. тому, необхідно підтримувати належне ведення записів, щоб виявити відхилення або погіршення продуктивності та оцінити, чи потрібно вживати технічних заходів для відновлення оптимальної продуктивності.

Тиск

Суспензія вводиться тангенціально в циліндричну зону циклону з високою швидкістю, а потім прискорюється його геометрією та тиском для створення інтенсивної відцентрової сили, створення поділу між легкими та важкими компонентами шламу, з важкими частинками, що виходять через перетікання з верхівки виходу, тоді як легші компоненти продовжують падати до основи циліндра, де вони збираються.

Підвищення тиску подачі впливає на підвищення ефективності розділення та концентрації нижнього потоку шляхом зміни як внутрішнього, так і зовнішнього вихрових потоків, таким чином створюючи вищий коефіцієнт розподілу.

Надмірна турбулентність може спричинити ерозію всередині гідроциклону, яка залишає за собою спіралі зносу в його вкладиші та може спричинити утворення каната в його нижній частині, тому необхідно проводити регулярну оцінку продуктивності кожного гідроциклона та порівнювати її з документами щодо технічного обслуговування або специфікаціями виробника для виявлення відхилень або погіршення. Ведення записів допомагає швидко виявити будь-які повторювані проблеми, щоб обслуговуючий персонал міг відповідно планувати.

Довжина циклону

Довжина циклону є суттєвим фактором, коли йдеться про покращення класифікації матеріалу та ефективності сепарації, оскільки він визначає, яка відцентрова сила буде прикладена до частинок у ньому. Взагалі кажучи, тим більше його довжина, тим повнішим стає процес його відділення.

Великі частинки тимчасово затримуються перед входом у циклон, тоді як менші прискорюються на високій швидкості – що призводить до низької вхідної швидкості для більших частинок, що допомагає мінімізувати ерозію та подовжити термін служби циклону.

Ідеальна довжина для розділення матеріалу залежить від бажаного розміру розрізу. При нанесенні на мінеральні додатки, наприклад, зазвичай це означає вибір розміру розрізу, при якому більшість твердих частинок надходить у переливний потік і лише деякі – у нижній потік.; зазвичай цей цільовий розмір розрізу визначає, який діаметр циклону використовувати в кожному застосуванні.

Vortex Finder

Вихрові шукачі є невід'ємним компонентом ефективної циклонної сепарації. Вони діють як інтерфейс між командною відцентровою силою та командною силою опору – схоже на перетягування канату між двома прапорцями, прив’язаними на обох кінцях мотузки. Оскільки Team Centrifugal підтягує частинки ближче до оболонки циклону, а Team Drag відштовхує.

Це пояснює, чому конструкція вхідної секції та кут конуса впливають на точність класифікації. Наприклад, дуговий вхід створює сильніші ефекти радіального прискорення та попередньої класифікації, які допомагають підтримувати Cc (малюнок 17).

Насоси, які живлять циклони, також відіграють невід’ємну роль у його потужності та точці відсічення, оскільки їх швидкість змінює швидкість потоку та тиск, що живить циклон, остаточно змінюючи його розділові характеристики; наприклад, зменшення швидкості насоса призводить до більш грубого різу, при збільшенні він може виробляти більш тонкі; ємність визначається також розміром його верхівки.