Гидроциклоны

Оглавление

Описание

Оборудование для очистки бурового раствора: гидроциклон пескоотделителя, предназначенный для удаления частиц песчинок, и гидроциклон илоотделителя, предназначенный для удаления частиц ила, представляют вторую стадию программы удаления твердой фазы неутяжеленного раствора. На производстве эту систему называют «осушка», на рисунке ниже представленна модель с вибрационными ситами(на осушку ставятся мелкоячеистые сита), которые осушают утяжеленный раствор вышедший из гидроциклонов(конусов песко и илоотделителя). Для достижения максимальной эффективности работы указанных узлов необходимо следовать рекомендациям по монтажу. Среди прочих преимуществ можно указать более эффективное отделение твердой фазы, уменьшение объема утилизации буровых жидкостей и снижение степени износа входной линии.

Система гидроциклона состоит из узла гидроциклона, отдельного манифольда верхнего продукта и слива, а также сливного желоба. Гидроциклоны поставляются в виде пескоотделителей 12″, пескоотделителей 10″ и илоотделителя 4″. Размер в дюймах указывает на внутренний диаметр гидроциклона. Точка отсечки гидроциклона снижается с уменьшением внутреннего диаметра. Количество гидроциклонов должно определяться исходя из необходимости обработки примерно 100- 125% ожидаемого объема циркуляции бурового раствора при бурении верхней секции скважины. Это обеспечит обработку 100% объема раствора, содержащего пластовые частицы

Аналогичное внимание должно быть уделено выбору подходящего центробежного насоса и привода (двигателя или электрического двигателя), которые обеспечат подачу с необходимой производительностью и напором на манифольд

При правильном монтаже, обслуживании и эксплуатации гидроциклоны снизят потребность в обслуживании насосов буровой установки, увеличат скорость проходки и обеспечат необходимый уровень состояния скважины.

Правильно установленный и эксплуатируемый гидроциклон – это экономичное и высокоэффективное механическое устройство, обеспечивающий снижение загрязняющих частиц в буровых жидкостях:

Устройство конуса

Тремя наиболее часто упоминаемыми компонентами гидроциклона являются: ПОДАЧА, СЛИВ и ПЕРЕТОК.

Жидкость, входящая в гидроциклон, является подачей. Входное отверстие подачи находится в верхней секции камеры подачи и соединено со стенкой камеры по касательной или спирально. Вещество, выходящее из нижней секции конуса, является сливом. Жидкость, выходящая через верх гидроциклона, является перетоком. Переток подает очищенную жидкость отделенного раствора на манифольд и далее в циркуляционную систему.

При поступлении жидкости в гидроциклон, она попадает на высокоскоростную спираль, которая вращается вокруг «разгрузочной насадки», идущей сверху, от выходного отверстия перетока. В реальности, образуются две спирали, одна из которых движется вниз вдоль стенки гидроциклона, в то время как вторая движется вверх, через сердечник гидроциклона, к отверстию перетока. Под воздействием центробежной силы и эффекта инерции твердые частицы движутся вниз и в направлении стенок гидроциклона.

Частицы оседают в соответствии с весом и размерами и, учитывая небольшую разницу в плотности твердых частиц в буровом растворе, оседание происходит в основном в соответствии с размером. Жидкость и большая часть мелких частиц во внутренней спирали устремляются вверх и выходят в манифольд перетока, попадая обратно в систему. Центральный воздушный сердечник в этой спирали создает область низкого давления, которое создает всасывание – оно чувствуется, если накрыть отверстие пальцем.

Способность гидроциклона эффективно отделять твердую фазу зависит от следующих факторов:

Характеристики буровой жидкости, характеристики частиц, параметры потока, характеристики гидроциклона

Конструкция гидроциклона определяется как «СБАЛАНСИРОВАННАЯ». Учитывая малые размеры доступного пространства, твердые частицы, опускающиеся вниз к выходному отверстию, концентрируются и выходят в виде струи («СЛИВ»). Как указывалось выше, в отверстие входит поток воздуха (всасывание). Тем самым создается идеальный режим работы гидроциклона.

Уникальность сбалансированной конструкции заключается в том, что до тех пор, пока размер частиц, имеющихся в буровом растворе, находится в пределах диапазона гидроциклона, будет происходить отделение частиц. В случае малого размера частиц или их небольшой концентрации, сливаться будет минимальный объем раствора.

Производительность гидроциклона определяется скоростью потока и перепадом давления внутри гидроциклона. С увеличением плотности и/или размера частиц происходит рост производительности гидроциклона. С увеличением плотности и/или вязкости жидкости производительность падает. Для поддержания слива с плотностью, превышающей на 1.5 частиц/грамм (ppg) плотность подаваемого шлама, может потребоваться наличие отверстия небольшого диаметра. Точно определить объем слива. Можно приблизительно указать, что она должна составлять 1-5 процентов от объема подачи на узел.

Слив гидроциклона в виде струи (внешне напоминающей полый конус или зонт) обеспечивает максимальное отделение твердых частиц. При избыточном поступлении твердых частиц происходит перегрузка гидроциклона, что приводит к накоплению частиц на участке слива и, соответственно, к снижению качества и скорости сепарации. Твердые частицы, которые при нормальных условиях должны выноситься через слив, возвращаются в систему через сливную насадку или переток. Шлам, попавший в слив, выходит по т.н. «ниточному сливу».

При «ниточном сливе» количество шлама может на 30% превышать количество шлама при «струйном сливе», однако скорость слива настолько ограничена, что производительность гидроциклона ниже на 50%.

Достоинства и недостатки

Понимание принципа действия гидроциклона делает очевидными достоинства такой водоочистки. Кроме явных плюсов, например — простоты конструкции, гидроциклоны отличаются связанными с ними свойствами:

Отсутствием движущихся механических деталей;

Ненадобностью расходных материалов (коллоидных средств, фильтрующих загрузок и пр.).
Невысокой стоимостью устройства и простотой ремонта, обусловленной низкой технологичностью изделия.
Легкостью компоновки в последовательную систему батарей, производящих поэтапную очистку.
Возможностью автоматизации работы.
Безопасностью применения устройств любых видов.

Однако сфера применения гидроциклонов все же ограничена, в основном, промышленным использованием. Этот факт связан с малочисленными, но существенными недостатками изделий:

  • Необходимостью поддержания стабильного давления и вытекающим отсюда расходом энергии, а также амортизацией насоса;
  • Механическим износом частей ГЦ вследствие абразивного воздействия шлама;
  • Снижением давления в системе, обуславливающим применение второго насоса.

К тому же, крайне сложно правильно рассчитать параметры и подобрать элементы гидроциклона для выверенного разделения фракций. Об автоматической или упрощенной перенастройке агрегата речь не идет. Например — чтобы ловить крупный песок, устанавливают одну песковую насадку, для мелкого – другую.

Для удаления ила, вообще, требуется ГЦ иной формы и размеров, работающий с другим давлением. В любом случае сепарация будет лишь приблизительной, что не особо приветствуется в частной водоподготовке. Примитивный отстойник, может быть, работает медленнее, зато других серьезных недостатков не имеет.

Характеристики гидроциклона

Основными характеристикам являются такие как — размеры гидроциклонов, их мощность и производительность. Размеры могут иметь разные габариты, это зависит от назначения аппарата и его модельного ряда. Как правило, диаметральный размер части цилиндра в среднем равен двум тысячам миллиметров. Габариты гидроциклона в среднем имеют такие значения, его длина достигает трех тысяч четырехсот миллиметров, ширина, как правило, равняется трем тысячам пятистам миллиметров и наконец, его высота имеет размер в восемь тысяч пятьсот миллиметров.

Таким образом, можно сделать вывод, что данная установка, по сути, не обладает чрезвычайно большими габаритами, при этом производительность установки такого размера равняется двум тысячам ста кубометров материала в один час работы, что является показателем очень высоко уровня. Масса всего устройства весит в среднем порядка одиннадцати тонн. Гидроциклон оснащается всеми необходимыми элементами, создающими защиту от засорения. Так же оборудование снабжается необходимыми схемами блочного вида, которые позволяют производить управление всем технологическим процессом.

Устройство гидроциклона

Принцип работы гидроциклона достаточно прост. Частицы материала подлежащего обработке посредством сепарирования фракционируются и отделяются от воды.

Непосредственно выполняющими и рабочими элементами гидроциклона являются такие части оборудования, как сосуд, который имеет цилиндрическо-коническую форму, в данном сосуде и происходит все действие. Следующими рабочими элементами являются насадки, которые выполняют разные функции и имеют индивидуальные предназначения, а именно это насадка, которая осуществляет питание суспензии.

Далее располагается насадка пескового типа. Так же в рабочие части гидроциклопа входит такой элемент, как патрубок сливного действия, и наконец, труба для слива. Собственно, вот и вся конструкция данного устройства. Однако это оборудование может подразделяться по типам работы. А именно такими типами могут быть батарейного типа, затем гидроциклон, который является стандартной моделью и наконец, коническо-цилиндрического типа.

Гидроциклон для очистки сточных вод

В процессе производства технологического оборудования неизбежно формируются сточные воды, требующие специфической очистки от дисперсных веществ до слива в городской коллектор либо подачу на оборотное водоснабжение. Технология высаживания дисперсных веществ из промышленных сточных вод представляет собой совокупность взаимодействия центробежных и центростремительных сил в гидроциклонах открытого и напорного типов, работающих под низким напором. Закручивание жидкостей в гидроциклоне, цель которого в итоге к разделение частиц на фракции, происходит благодаря тангенциальному потоку сточных вод к обечайке в форме цилиндра. Закручивание потока жидкости вызывает агломерацию частиц и их гидро укрупнению.

Гидроциклоны открытого типа идеально работают при извлечении из сточных вод тяжелых фракций с гидравлической крупностью от 25 мм/с и выше. Также их применяют как I ступень в технологическом комплексе с прочими устройствами механической фильтрации промышленных стоков. Достоинством гидроциклонов открытого типа можно назвать: значительную удельную производительность [2,5-22,5 м3/(м2 · ч)] при низких потерях напора (не выше 0,6 м). Количество входных патрубков данного типа гидроциклона распределено гораздо более равномерно, чем распределение самого потока загрязненной воды и имеет количество – не меньше двух. Скорость впуска жидкости составляет 0,15-0,5, м/с.

Нашими специалистами спроектированы несколько оптимальных конструкций открытых гидроциклонов: с отсутствием внутренних механизмов, с диафрагмой, с перегородкой цилиндром, а также многоярусные. Все конструкции гидроциклонов открытого типа имеют номинальную удельную гидравлическую нагрузку, рассчитанную формулой:

(1)

где k – коэффициент; для гидроциклона с отсутствием внутренних механизмов k=0,61; для гидроциклона с диафрагмой k=1,98; для гидроциклона с перегородкой цилиндром k=1,98.

Таблица.2. Параметры напорных гидроциклонов

Гидравлическая крупность (мм/с) при Диаметр цилиндрической части D, мм Размеры элементов, доли диаметра гидроциклона Потеря напора, м Производительность гидроциклона W, м3/ч Потери воды с пульпой, % от W
объемной массе 2-3,5 г/см3 и концентрации 2-4 г/л объемной массе 5 г/см3 и концентрации
0,2-0,8 г/л
диаметр впуска диаметр верхнего слива диаметр нижнего слива высота цилиндрической части Hц, м
1-1,7 0,2-0,25 50 0,28 0,4 0,12 1 10-15 3-4 2-3
1,3-2,1 0,3-0,4 75 0,24 0,27 0,12 1 15-20 5-6 3-5
2,7-3,7 0,4-0,5 250 0,2 0,23 0,1 0,7 15-25 46-53 5-7
3,6-4,6 0,8-1,1 350 0,18 0,22 0,07 0,88 20-30 75-85 2-3
4,3-4,8 1,8-2 500 0,13 0,22 0,05 0,8 25-35 85-90 1,5-2

Напорные гидроциклоны это аппараты Рис.1., сочетающие цилиндр и коническую конструкцию. жидкость под давлением подаётся на очистку в установленную тангенциально находящемуся входу в наверх цилиндра и начинает двигаться вращательно. Центробежные силы перемещают тяжелые фракции к стенам гидроциклона по спирали вниз к выходному отводу. Осветленная вода удаляется сквозь верхний патрубок.

Рис.1. Гидроциклон напорный для очистки сточных вод

Свойства Гидроциклоны.

ГЦ, как агрегаты, сочетают в себе: простоту конструкции, высокую удельную производительность оборудования, установленного на ограниченной площади цеха, лёгкость в обслуживании и высокую надёжность. Они применяются как единичные агрегаты и в блочном исполнении, которое называется «батарея гидроциклонов».

ГЦ, эксплуатируются при постоянном давлении, подаваемой на обработку пульпы, создаваемом шламовым насосом на входе в ГЦ и при постоянной плотности пульпы, подаваемой на классификацию.

Потоки материала внутри гидроциклона всегда постоянны и, соответственно, качество переработки, т.е. эффективность классификации, достигает 70-95%.

Высокий уровень показателей классификации обеспечивает повышение извлечения металлов, сокращение применения флотационных материалов и увеличивает производительность мельниц, путём уменьшения крупности помола, до 15%.

Применение ГЦ, позволяет уменьшить количество крупных классов материала, одновременно с сохранением содержания мелких в продуктах измельчения, при высокой плотности пульпы.

В современных модификациях ГЦ применяется автоматическое регулирование важнейших параметров для работы ГЦ—давления на входе и плотности пульпы, которое повышает эффективность классификации.

Технологические возможности ГЦ, дают возможность применять их не только для классификации руд, у которых содержание твёрдого колеблется от 8 до 67%, но и для сгущения пульп и концентратов, что уменьшает или полностью исключает применение радиальных сгустителей.

Устройство Гидроциклоны (рис.1).

ГЦ представляет собой агрегат, собранный из цилиндрических и конических секций и футерованный изнутри износостойким покрытием. Верхняя цилиндрическая секция, которая называется приёмной камерой 1, выполнена в виде сварного барабана, с установленным в него тангенциально, питательным патрубком 7. Приёмная камера опирается на цилиндр 2 и промежуточный опорный цилиндр, который, в свою очередь, опирается на конус 3.

Конус промежуточный 4 и конус нижний 5, состыкованы между собой и с конусом 3. К конусу 5 присоединена песковая насадка 6, а в центре приёмной камеры установлен сливной патрубок 8, которые являются выходным и входным отверстиями агрегата, соответственно.

Для футеровки рабочих поверхностей ГЦ применяются резина, стеклопластик, керамика и камень, которые закрепляются внутри ГЦ специальными клеящими составами.

Надёжность и длительный срок использования ГЦ достигается применением более износостойких материалов, которыми футеруется рабочие поверхности ГЦ или изготовлением их корпусов из высококачественного литья, в число которых входят:

карбид кремния, для работы с высоко абразивным материалом, мелкой и крупной фракции без ударных нагрузок, который применяется также, для песковых насадок ГЦ;

керамика (оксид алюминия) при обработке мелкого абразивного материала;

специальный сплав, обладающий высокой износостойкостью при работе с материалом различной крупности в сочетании с ударными нагрузками.

Как действуют гидроциклоны?

Гидроциклоны – специальные устройства, которые используют для очистки водных объемов от механических частиц. Их главные задачи следующие. Они задерживают камни и песок, попадающие вместе с током воды. Таким способом осуществляется грубая очистка жидкости. Из нее устраняются компоненты, которые могут повредить механизмы или загрязнить питьевую воду.

Работает устройство с использованием центробежных силы для отделения механических включений. Прибор имеет довольно простое устройство. Жидкость поступает внутрь через входное боковое отверстие. Внутри ее движение происходит по спирали. Жидкость движется по всей длине корпуса.

Преимущества гидроциклонных устройств

Гидроциклоны активно применяются для устранения из воды механических включений. Их используют не только в промышленности для очистки сточных и технических вод, но и в быту. Они помогают убрать твердые включения на первом этапе подачи воды из внешнего источника в дом. Существуют и другие механические фильтры, но у гидроциклонов имеется ряд преимуществ.

  1. Малые размеры фильтров, они занимают относительно немного места.
  2. Производительность установок высокая, они эффективно очищают большие объемы воды.
  3. Конструкция устройства предельно проста. Благодаря этому эксплуатация не представляет особой сложности. Прибор несложно монтируется и не требует особых знаний при обслуживании.
  4. Процесс работы не требует расходных материалов, что удешевляет фильтрацию воды.
  5. Сама установка относительно дешевая и доступна большинству домовладельцев.

Рис. 4 Как работает фильтр и очищается фильтруемый объем

Все эти плюсы делают гидроциклоны одними из наиболее удобных и эффективных приборов для механической фильтрации. Они освободят жидкость от включений и предотвратят порчу оборудования, которое расположено далее по току.

Критерии и характеристики, имеющие значение при выборе и заказе устройств

Важнейший источник данных при проектировании любого водоочистного сооружения – это анализ исходной воды. Ее качество, количество, а также габариты, гидравлическая крупность и происхождение частиц влияют на все параметры гидроциклона.

Включая такие параметры:

  • Диаметр,
  • Высоту,
  • Диаметры и количество патрубков,
  • Скорость вращения (давление подачи или отсоса),
  • Тип гидромеханизма (открытый или закрытый).

Однако возможно и «приблизительное» использование гидроциклонов. Его примером служат самодельные устройства. Их собирают практически без расчетов, подбирая диаметры входных и выходных патрубков опытным путем.

Популярная заготовка – пожарный ствол типа РС–70

Тем не менее, при выборе поставщика желательно обратить внимание на комплектацию сооружения. В стандартном исполнении оно может включать:

  • Гидрозаполненные манометры;
  • Краны,
  • Мембранный клапан для автоматической промывки шламосборника;
  • Электроприводные задвижки;
  • Систему управления задвижками и клапанами с автономным питанием;
  • Антикоррозийную защиту;
  • Футеровку и антистатическое покрытие.

Разумеется, этот перечень не полон, ведь патенты на изобретения различных гидроциклонов получают до сих пор. Например, опционально установка может дополняться расширенной системой контроля с выводом на дисплей оператора или увеличенным «пескосборником».

Также – за дополнительную плату – могут быть предусмотрены резервные механизмы управления и обходные (байпасные) пути для подачи воды.

Особенности обслуживания

Обслуживание гидроциклонных установок заключается в контроле и очистке. Как правило, контролю подлежит герметичность всех компонентов агрегата, а также наполненность шламосборника. Очищать и промывать время от времени необходимо, в основном, его. Однако также осадок может оставаться на стенках патрубков или кранов.

Если в конструкции задействованы электромагнитные, электромеханические или электронные узлы, их элементы требуют особого ухода. Как правило, эти обязанности ложатся на плечи сервисной организации, обслуживающей данный очистной комплекс.

Батарейные гидроциклоны[ | код]

Батарейные гидроциклоны применяются при обогащении руд полезных ископаемых для классификации в водной среде по крупности тонкодисперсных твердых материалов в центробежном поле, создаваемом в результате вращения пульпы. Исходная пульпа подается в гидроциклон под давлением через питающую насадку, установленную тангенциально, непосредственно под крышкой корпуса. Пески разгружаются через нижнюю песковую насадку; слив проходит через внутренний сливной патрубок, расположенный в центре крышки, и далее выводится по сливной трубе.

Применение | код

Применение гидроциклонов в металлургическом производстве позволяет значительно снизить энергозатраты и уменьшить износ мельниц за счет снижения процесса переизмельчения частиц руды.

Батарейные гидроциклоны нашли практическое применение в угольной промышленности и нефтедобычи, в пищевой, целлюлозно-бумажной отраслях, в системах водоподготовки. Они используются во многих технологических циклах, в качестве сгустителей, осветлителей, классификаторов. Замена существующих классификаторов на гидроциклонные установки в условиях действующего производства, позволяет высвободить до 50 % производственных площадей участков классификации.

Особенности оборудования | код

  • Двухуровневая система защиты от засорения
  • Возможность эксплуатации установок за счет гидростатического напора, без использования центробежных насосов и дополнительных ёмкостей
  • Малые габариты и вес, позволяющие разместить необходимое количество аппаратов на существующих производственных площадях
  • Использование полиуретанов при изготовлении быстроизнашиваемых частей позволяет увеличить срок службы песковых насадок до двух с половиной лет, корпусов и сливных насадок — до четырех-пяти лет, что существенно сокращает затраты на ремонт и обслуживание
  • Технологическая схема подключения, конструкция и режим работы рассчитываются индивидуально.

Преимущества | код

  • Стойкость материалов, применяемых для изготовления аппаратов, позволяет увеличить ресурс оборудования в 5-9 раз по сравнению с гидроциклонами, выполненными из износоустойчивого чугуна
  • Устойчивая работа гидроциклонов в широком диапазоне изменения входных параметров позволяет максимально упростить алгоритм автоматизированного управления
  • К каждому аппарату прилагается блок-схема управления процессом, которая позволяет составить программу контроля, адаптированную под уже существующую информационно-управляющую систему технологическим процессом.

Для чего нужны гидроциклоны

Основными функциональными задачами гидроциклонов являются:

  1. Очистка воды от камней больших размеров и песка.
  2. Выполнение грубой очистки воды.
  3. Защита механизмов от негативного воздействия грубых соединений.

Принцип работы устройства основан на использовании центробежной силы. Сама конструкция является очень простой. Вода, попадая в специальное боковое отверстие, движется по всей длине спирали. Во время этого процесса отфильтрованные частицы активно движутся к стенкам очистителя и под влиянием своего веса накапливаются в нижней камере. При этом очищенная вода вытекает сквозь верхнее отверстие. Нижняя камера требует обязательного периодического очищения от грубых примесей.

Напорный гидроциклон

Работа напорного гидроциклона заключается в тангенциальной подаче воды в него под напором. С помощью центробежной силы, которая действует на загрязнения, отбрасываются твердые частицы и переносятся к периферии. При этом создаётся разряжение в центральном районе. Качество отделения частиц лучше в том случае, если их плотности существенно отличаются.

Похожее явление можно наблюдать во время работы центробежного насоса. Отличием является то, что в гидроциклоне, кроме вращательной скорости, используется ещё и вращательное ускорение ввиду уменьшения его диаметра в длину.

Работа безнапорных гидроциклонов и песколовок

Что касается альтернативных конструкций, к ним относятся безнапорные гидроциклоны открытого типа. Они являются очень эффективными для очищения воды от примесей, плотность которых ниже плотности воды. К ним можно отнести, например, нефтепродукты. Практикуется установка нескольких таких устройств, которые для лучшей очистки соединяются последовательно.

Сточные воды, как правило, очищаются при помощи песколовок: в них осуществляется механическая очистка вод, вывод мелких минеральных примесей способом осаждения, например, песка. Чаще всего установку песколовок осуществляют перед отстойниками.

Различают три вида песколовок в соответствии с характером движения жидкости:

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • с вращательным перемещением жидкости (их подразделяют на тангенциальные и аэрируемые).

Вода в тангенциальных песколовках движется по касательной в направлении цилиндрической части устройства. Таким способом происходит отмывание песка и выпадение его в осадок. Также происходит удаление минеральных примесей довольно больших размеров. При этом на дне сооружения оказываются тяжёлые частицы, а более легкие подвергаются дальнейшей фильтрации. Такие песколовки очень часто используются для очищения ливневых поверхностных стоков.

Что это такое и какие бывают?

Как полезный гидромеханический агрегат, гидроциклоны (ГЦ) появились в конце 19 века.

Их назначение – разделение различных субстанций по весу с тех пор практически не изменилось.

Учитывая эффективное выполнение гидроциклонами этой функции, их применяют в следующих областях:

  • Очистка и обогащение различных руд, угля;
  • Сепарация нефтяных, масляных растворов;
  • Очистка сточных и скважинных вод, а также прочих суспензий и эмульсий.

Помимо промышленности, гидромеханизмы применяются в частных водоочистных системах. Например – для промывки скважин, отделения песка, грунта, ила.

По типу конструкции бывают напорные (закрытые) и безнапорные (открытые). Они отличаются как устройством, так и сферой применения.

Напорные ГЦ

Основа конструкции напорного гидроциклона – это цилиндроконический или конический корпус, обладающий одним входом и двумя выходами.

Иногда внутренняя поверхность облицована (футерована):

  • резиновым,
  • стеклопластиковым,
  • керамическим или каменным футером, снижающим ее истирание.

Выход для шлама (осадка) находится на вершине конуса – внизу. Выход осветленной воды расположен сверху – в основании цилиндра по его оси. Вход для суспензии (жидкости с высоким содержанием взвесей) в верхней части цилиндра, расположенного над конусом.

Питающий патрубок конструктивно выполнен по касательной (тангенциально) относительно сечения гидроциклона. 

Устройство работает следующим образом:

  1. Суспензия подается под давлением (как правило – 5 – 15 атм.) в питающий патрубок.
  2. Направляясь внутренними стенками корпуса, жидкость закручивается (как циклон).
  3. Тяжелые нерастворенные примеси под действием центробежных сил отбрасываются на периферию, прижимаясь к стенкам корпуса.

    Образуется два циклона – внешний (у стенок) и внутренний (по центру в виде узкого высокого завихрения).

  4. Тяжелые взвеси опускаются книзу под действием силы тяжести, растущей в связи с укрупнением (агломерацией) частиц. Внешний закрученный поток, при этом, также устремляется вниз.
  5. На более легкие примеси в составе осветленной жидкости действуют центростремительные силы. Очищенная вода поднимается во внутреннем потоке к центральному верхнему выходу. Оттуда она поступает на следующую стадию водоподготовки.

Шлам выходит через сливной патрубок в специальный промываемый накопитель. Здесь проявляется преимущество такого гидромеханизма перед, например, обычными фильтрами предварительной очистки. Для гидроциклона горсть песка – это «ничто», а для сетчатого фильтра – выход из строя.

Особенности безнапорных агрегатов

Как более габаритные, они нашли применение, в основном, в промышленности.

Например – для первичной очистки сточных вод различных предприятий от тяжелых взвесей (гидравлическая крупность которых – 20 и выше мм/с).

Также безнапорные гидроциклоны используют при необходимости разделения смешанных жидких субстанций. Востребованность этих установок обоснована высокой производительностью – 20 и более м3 в час.

Как правило, их действие в некотором смысле противоположно работе напорных механизмов. Здесь отбор воды происходит из емкости или водоема напрямую, под действием силы тяжести. Однако давление все равно прикладывается – на отсосе тяжелых фракций – для увеличения центробежного ускорения. Патрубок, предназначенный для этой цели, расположен по касательной в нижней части конуса.

Например, в случаях, когда речь идет об очищении от нефтепродуктов, система работает следующим образом:

  1. Более легкая нефтяная пленка, закручиваясь в циклоне, стремится к его центру;
  2. В процессе работы ее количество растет;
  3. Таким образом, внутри «эмульсионного» конуса образуется еще один – нефтяной;
  4. Когда этот новый конус достигает выходного патрубка, расположенного в верхнем основании устройства (по центру), нефтепродукты выдавливаются через него.

Безнапорные ГЦ, в зависимости от конкретного назначения, могут быть дополнительно оборудованы диафрагмой и внутренними цилиндрическими перегородками. При необходимости повышения производительности применяют многоярусные агрегаты.

Здесь внутренний объем разделен коническими диафрагмами. Каждый ярус (секция) при этом – самостоятельный гидромеханизм, что существенно повышает эффективность системы.

Частный случай открытых гидроциклонов – так называемые «песколовки», которые являются, по сути, вариантом отстойника. Тангенциальный пескоуловитель применяют как в частных, так и в более масштабных водоочистных сооружениях.

Заключение

Стоит добавить, что гидроциклоны на тематических форумах непопулярны. Практически все разговоры прерываются утверждениями о ненужности ГЦ в частной водоочистке. Если таковые проявления и присутствуют, то, как правило, в виде «самоделок». Причем сооружения эти узконаправленные — работающие для одной конкретной цели.

Например, имеет смысл монтировать такую установку перед циркуляционным насосом открытой отопительной системы. Основная масса крупных примесей будет удалена из теплоносителя.

Будет ли гидроциклонное сооружение эффективным для очистки воды, например, от песка? Определенно, будет. Но целесообразность его применения сомнительна и устанавливается только после глубокого анализа всех данных.

Группа компаний WATER.RU

117449, Россия, г. Москва, ул. Карьер, д. 2а

Время работы: пн-чт 10:00-18:00, пт 10:00-16:00Время работы склада: пн-чт 10:00-17:00, пт 10:00-15:00

Офис-склад в Мартемьяново:пн-чт 10:00-17:00, пт 10:00-15:00

При подаче воды в дом из скважины, она часто бывает загрязнена механическими примесями. Жидкость поступает из подземных почвенных слоев и несет частички грунта. Для их устранения используют фильтры механической очистки. Такие примеси задерживаются скважинными фильтрами, но часть их все же остается. Эффективным устройством, избавляющим от таких частиц, является гидроциклон для очистки воды. Он позволяет задержать камни и песок при заборе жидкости из скважин и природных водоемов.