L'hydrocyclone est un appareil qui sépare le lisier grâce à la force centrifuge. À ses débuts, il n’a pas été largement adopté en raison de l’usure rapide, de la courte durée de vie des équipements et de la difficulté de contrôler les paramètres du processus. Cependant, avec l'introduction de revêtements en caoutchouc résistants à l'usure dans les hydrocyclones, leur durée de vie a considérablement augmenté, gagnant ainsi une acceptation et une utilisation généralisées sur le marché.

Dans cet article, nous fournirons un aperçu détaillé des hydrocyclones résistants à l'usure, couvrant leur structure, leurs principes de fonctionnement, leurs fonctions spécifiques, leurs applications, leurs problèmes courants et leurs considérations.

I. Structure et principes de fonctionnement des hydrocyclones :

Comme le montre le schéma, un hydrocyclone se compose d'une partie supérieure cylindrique creuse et d'une partie inférieure conique, formant la chambre. La partie supérieure comporte un dispositif d'alimentation, la partie supérieure comporte un dispositif de trop-plein et la partie inférieure comprend une sortie de sable. Ces composants sont reliés à l'aide de brides et de vis. Le tuyau d'entrée, la sortie de sable et l'intérieur de la chambre sont sujets à l'usure. Pour résoudre ce problème, des revêtements en caoutchouc résistants à l'usure, généralement en caoutchouc, sont ajoutés à ces zones vulnérables.

Le principe de fonctionnement d'un hydrocyclone consiste à mettre la boue sous pression (à 0,5-2,5 kg/cm²) et à l'introduire dans la chambre à une vitesse d'environ 5-12 mètres/seconde. Lorsque la boue, contenant des particules solides en suspension, pénètre tangentiellement dans la chambre, la rotation rapide de la boue la force à suivre la structure circulaire de la chambre. Cette rotation génère une force centrifuge, permettant aux particules de plus grande taille de mieux surmonter la résistance à l'eau en raison de leur plus grande inertie. Par conséquent, lors d'une rotation continue, des particules de différentes tailles et de l'eau forment des couches en raison de leurs forces centrifuges et de leur gravité variables, permettant ainsi la séparation des composants du lisier.

II. Fonctions et applications des hydrocyclones :

1. Opérations de séparation des particules :
   • Classement des particules : Sépare les particules de densités similaires en fonction de leur taille, en les divisant en particules grossières et fines ou en supprimant l'une ou l'autre catégorie du produit. Souvent, plusieurs hydrocyclones sont utilisés pour améliorer la précision.
   • Tri des particules : Sépare les particules en fonction de leur densité, en utilisant des hydrocyclones à milieu lourd ou à milieu aqueux.
   
   Par exemple, une usine avec une boue contenant 160 à 200 g/L de matières solides, où les particules de +100 mesh constituent 53% et les particules de -200 mesh sont de 37,4%, utilise des hydrocyclones. Après traitement, le produit de débordement contient des particules de 96% -100 mesh, tandis que le produit de débordement contient plus de 85% +100 particules de mesh.
   
   
2. Opérations de concentration :
   Les hydrocyclones concentrent les matériaux par déshydratation, permettant la préconcentration et réduisant la charge sur les équipements suivants. Des taux de concentration supérieurs à 50% dans le flux inférieur et supérieurs à 70% en rendement de production peuvent être atteints. Les hydrocyclones fonctionnent souvent en conjonction avec des filtres à vide, des machines de criblage, des machines de déshydratation et des épaississeurs, remplaçant ainsi les gros et coûteux dispositifs de sédimentation par gravité.
   
   Par exemple, lors du traitement des résidus dans une mine, un système comprenant des hydrocyclones, des épaississeurs et des tamis de déshydratation concentre la boue à une teneur en eau inférieure à 151 TP3T.
   
   
3. Opérations de clarification :
   Les hydrocyclones éliminent les matériaux en phase dispersée des liquides, garantissant ainsi des fluides propres. Un ajustement approprié des paramètres structurels, tels que le diamètre et l’angle du cône, en fonction de la différence de taille et de densité du matériau en phase dispersée, est essentiel pour une clarification efficace. Une filtration avant l'hydrocyclone peut réduire le colmatage.
   
   Dans une usine chimique filtrant une boue avec du CaCO3 et des particules de poussière, les hydrocyclones éliminent efficacement les particules inférieures à 15 μm, atteignant un taux de séparation de 70%-85%.
   
   Les hydrocyclones sont de plus en plus diversifiés dans leur structure et leurs applications. Ils peuvent être utilisés en série pour une séparation plus fine des produits, en parallèle pour un rendement accru ou en combinaison pour optimiser les processus de déshydratation traditionnels. Ils trouvent des applications dans les domaines miniers, de la fabrication du papier, de la construction, de la chimie et dans d’autres domaines.

III. Facteurs affectant l’efficacité des hydrocyclones :

1. Diamètre: Les hydrocyclones plus grands ont généralement une efficacité plus élevée.
2. Angle du cône : Un angle de cône plus grand augmente la résistance à l’écoulement, ce qui entraîne une efficacité moindre.
3. Diamètre du tuyau d'entrée : Des tuyaux d’entrée plus grands améliorent l’efficacité.
4. Diamètre du tuyau de trop-plein : Avec une pression de chambre constante, des tuyaux de trop-plein plus grands augmentent l'efficacité.
5. Forme et taille de l'entrée : La forme et la taille de l'entrée affectent l'efficacité de l'hydrocyclone.
6. Diamètre de sortie de sous-verse : Des points de vente plus grands produisent une classification plus fine ; ils améliorent également l’efficacité.
7. Rugosité de la paroi interne : Alors que la rugosité des parois internes a un impact minime sur l'efficacité, l'utilisation des revêtements en caoutchouc résistants à l'usure de DEF Rubber améliore l'efficacité.
8. Viscosité de la boue : La viscosité de la boue d'entrée affecte l'efficacité de l'hydrocyclone.
9. Rapport entre le diamètre de sortie de sous-verse et le diamètre de sortie de trop-plein (rapport de cône) : Des rapports de cônes plus élevés conduisent à une classification plus fine, mais l'efficacité diminue.

Cependant, le rendement élevé n'est pas le seul critère de sélection des hydrocyclones. Les utilisateurs doivent tenir compte à la fois de leurs exigences de production et des résultats de séparation souhaités.

IV : Problèmes courants liés aux hydrocyclones et suggestions d'amélioration :

1. Élimination et amélioration des flux de court-circuit dans les hydrocyclones :
   Pour contrôler le débit en court-circuit, des modifications de la structure du trop-plein sont cruciales. Les approches incluent la création d'une sortie d'écoulement en court-circuit circulaire entre le couvercle supérieur et le tuyau de trop-plein et l'ajout de dents circulaires à la paroi extérieure du tuyau de trop-plein. Des applications pratiques ont montré que la mise en œuvre de ces changements peut améliorer l'efficacité de la classification de 8% et augmenter la précision de séparation de 1,8 fois.
   
   
2. Élimination et amélioration des colonnes d'air dans les hydrocyclones :
   Les colonnes d’air ont un impact négatif sur le processus de séparation. Les tiges solides occupant l'espace précédent de la colonne d'air peuvent éliminer efficacement les colonnes d'air. Des tests pratiques indiquent que l'incorporation de tiges pleines réduit les pertes internes de 51,5% en moyenne. Cependant, l'ajout de tiges pleines centrales réduit le volume de débordement de l'hydrocyclone.
   
   
3. Amélioration de la structure d'écoulement à l'entrée de l'hydrocyclone :
   La structure de l'écoulement à l'entrée de l'hydrocyclone, provoquée par la redirection et l'expansion, entraîne des pertes d'énergie et des turbulences. Les hydrocyclones dotés de structures d’entrée incurvées atténuent efficacement ces problèmes, améliorant considérablement l’efficacité de la séparation.

En conclusion, cet aperçu complet donne un aperçu des hydrocyclones résistants à l'usure, de leur construction et principes de fonctionnement à leurs diverses applications et stratégies d'amélioration de l'efficacité. Pour plus d’informations sur les hydrocyclones et les solutions Rubber Liner, n’hésitez pas à contacter DEF Rubber.