Hidrosiklon, santrifüj kuvvetini kullanarak bulamacı ayıran bir cihazdır. İlk günlerinde hızlı aşınma, kısa ekipman ömrü ve proses parametrelerinin zorlu kontrolü nedeniyle geniş çapta benimsenmedi. Bununla birlikte, hidrosiklonlarda aşınmaya dayanıklı Kauçuk Gömleklerin kullanıma sunulmasıyla ömürleri önemli ölçüde arttı ve piyasada yaygın kabul ve kullanım kazandı.

Bu makalede, aşınmaya dayanıklı hidrosiklonların yapısını, çalışma prensiplerini, özel işlevlerini, uygulamalarını, ortak sorunlarını ve dikkate alınması gereken hususları kapsayan ayrıntılı bir genel bakış sunacağız.

I. Hidrosiklonların Yapısı ve Çalışma Prensipleri:

Diyagramda gösterildiği gibi, bir hidrosiklon, hazneyi oluşturan içi boş silindirik bir üst kısım ve konik bir alt kısımdan oluşur. Üst kısımda bir besleme cihazı bulunur, üst kısımda bir taşma cihazı bulunur ve alt kısımda bir kum çıkışı bulunur. Bu bileşenler flanşlar ve vidalar kullanılarak bağlanır. Giriş borusu, kum çıkışı ve haznenin iç kısmı aşınmaya eğilimlidir. Bu sorunu çözmek için, bu hassas alanlara genellikle kauçuktan yapılmış, aşınmaya dayanıklı Kauçuk Kaplamalar eklenir.

Hidrosiklonun çalışma prensibi, bulamacın basınçlandırılmasını (0,5-2,5 kg/cm²) ve yaklaşık 5-12 metre/saniye hızla hazneye verilmesini içerir. Askıda katı parçacıklar içeren bulamaç odaya teğetsel olarak girdiğinde, bulamacın hızlı dönüşü onu odanın dairesel yapısını takip etmeye zorlar. Bu dönüş merkezkaç kuvveti oluşturarak daha büyük boyuttaki parçacıkların daha büyük ataletleri nedeniyle su direncini daha iyi aşmalarına neden olur. Sonuç olarak, sürekli dönüş sırasında, farklı boyutlardaki parçacıklar ve su, değişen merkezkaç kuvvetleri ve yerçekimi nedeniyle katmanlar oluşturarak bulamaç bileşenlerinin ayrılmasını sağlar.

II. Hidrosiklonların Fonksiyonları ve Uygulamaları:

1. Partikül Ayırma İşlemleri:
   • Parçacık Derecelendirmesi: Benzer yoğunluktaki parçacıkları boyutlarına göre ayırır, bunları kaba ve ince parçacıklara böler veya her iki kategoriyi de üründen çıkarır. Çoğu zaman doğruluğu artırmak için birden fazla hidrosiklon kullanılır.
   • Parçacık Ayırma: Ağır-orta veya su-orta hidrosiklonları kullanarak parçacıkları yoğunluklarına göre ayırır.
   
   Örneğin, +100 gözenekli parçacıkların 53%'yi ve -200 gözenekli parçacıkların 37.4%'yi oluşturduğu 160-200 g/L katı içeriği içeren bir bulamaca sahip bir tesis, hidrosiklonlar kullanır. İşlemden sonra, taşma ürünü 96% -100 gözenekli parçacık içerirken, alt akışlı ürün 85% +100'ün üzerinde gözenekli parçacık içerir.
   
   
2. Konsantrasyon İşlemleri:
   Hidrosiklonlar, malzemeleri susuzlaştırarak konsantre eder, ön konsantrasyonu mümkün kılar ve sonraki ekipman üzerindeki yükü azaltır. Alt akışta 50%'nin üzerinde ve üretim veriminde 70%'nin üzerinde konsantrasyon oranları elde edilebilir. Hidrosiklonlar genellikle vakum filtreleri, eleme makineleri, susuzlaştırma makineleri ve yoğunlaştırıcılarla birlikte çalışarak büyük, maliyetli yerçekimi çökeltme cihazlarının yerini alır.
   
   Örneğin, bir madende atık işlemede, hidrosiklonlar, yoğunlaştırıcılar ve susuzlaştırma eleklerinden oluşan bir sistem, bulamacı 15% su içeriğinin altına kadar yoğunlaştırır.
   
   
3. Açıklama İşlemleri:
   Hidrosiklonlar, dağılmış fazdaki malzemeleri sıvılardan uzaklaştırarak temiz sıvılar sağlar. Dağınık faz malzemesinin boyutuna ve yoğunluk farkına göre çap ve koni açısı gibi yapısal parametrelerin uygun şekilde ayarlanması, etkili bir açıklama için hayati öneme sahiptir. Hidrosiklondan önce filtrelemek tıkanmayı azaltabilir.
   
   CaCO3 ve toz parçacıkları içeren bir bulamacı filtreleyen bir kimya tesisinde, hidrosiklonlar, 15μm'nin altındaki parçacıkları verimli bir şekilde gidererek 70%-85%'lik bir ayırma hızına ulaşır.
   
   Hidrosiklonlar yapı ve uygulama açısından giderek daha çeşitli hale gelmektedir. Daha hassas ürün ayrımı için seri halinde, daha fazla verim için paralel olarak veya geleneksel susuzlaştırma proseslerini optimize etmek için kombinasyon halinde kullanılabilirler. Madencilik, kağıt yapımı, inşaat, kimya ve diğer alanlarda uygulama bulurlar.

III. Hidrosiklon Verimini Etkileyen Faktörler:

1. Çap: Daha büyük hidrosiklonlar genellikle daha yüksek verime sahiptir.
2. Koni açısı: Daha büyük bir koni açısı akış direncini artırarak verimliliğin düşmesine neden olur.
3. Giriş Borusu Çapı: Daha büyük giriş boruları verimliliği artırır.
4. Taşma Borusu Çapı: Sabit hazne basıncıyla daha büyük taşma boruları verimliliği artırır.
5. Giriş Şekli ve Boyutu: Girişin şekli ve boyutu hidrosiklonun verimliliğini etkiler.
6. Alt Akış Çıkış Çapı: Daha büyük satış noktaları daha hassas sınıflandırma sağlar; aynı zamanda verimliliği de arttırırlar.
7. İç Duvar Pürüzlülüğü: İç duvar pürüzlülüğü verimliliği minimum düzeyde etkilerken, DEF Rubber'in aşınmaya dayanıklı Kauçuk Kaplamalarının kullanılması verimliliği artırır.
8. Bulamaç Viskozitesi: Giriş bulamacının viskozitesi hidrosiklon verimliliğini etkiler.
9. Alt Akış Çıkış Çapının Taşma Çıkış Çapına Oranı (Konik Oranı): Daha yüksek koni oranları daha hassas sınıflandırmaya yol açar ancak verimlilik düşer.

Ancak hidrosiklonların seçiminde yüksek verimlilik tek kriter değildir. Kullanıcılar hem üretim gereksinimlerini hem de istenen ayırma sonuçlarını dikkate almalıdır.

IV: Hidrosiklonlarla İlgili Yaygın Sorunlar ve İyileştirme Önerileri:

1. Hidrosiklonlarda Kısa Devre Akışını Ortadan Kaldırmak ve İyileştirmek:
   Kısa devre akışını kontrol etmek için taşma borusu yapısında yapılacak değişiklikler çok önemlidir. Yaklaşımlar arasında üst kapak ile taşma borusu arasında dairesel bir kısa devre akış çıkışı oluşturulması ve taşma borusunun dış duvarına dairesel dişler eklenmesi yer alır. Pratik uygulamalar, bu değişikliklerin uygulanmasının sınıflandırma verimliliğini 8% kadar artırabildiğini ve ayırma hassasiyetini 1,8 kat artırabildiğini göstermiştir.
   
   
2. Hidrosiklonlarda Hava Sütunlarının Ortadan Kaldırılması ve İyileştirilmesi:
   Hava sütunları ayırma işlemini olumsuz etkiler. Önceki hava sütunu alanını kaplayan katı çubuklar, hava sütunlarını etkili bir şekilde ortadan kaldırabilir. Pratik testler, katı çubukların eklenmesinin iç kayıpları ortalama 51,5% oranında azalttığını göstermektedir. Ancak merkezi katı çubukların eklenmesi hidrosiklonun taşma hacmini azaltır.
   
   
3. Hidrosiklon Girişindeki Akış Yapısının İyileştirilmesi:
   Hidrosiklon girişinde yönlenme ve genleşmeden kaynaklanan akış yapısı enerji kayıplarına ve türbülansa neden olur. Kavisli giriş yapılarına sahip hidrosiklonlar bu sorunları etkili bir şekilde azaltarak ayırma verimliliğini önemli ölçüde artırır.

Sonuç olarak, bu kapsamlı genel bakış, yapım ve çalışma prensiplerinden çeşitli uygulamalara ve verimlilik iyileştirme stratejilerine kadar aşınmaya dayanıklı hidrosiklonlara ilişkin bilgiler sunmaktadır. Hidrosiklonlar ve Kauçuk Astar çözümleri hakkında daha fazla bilgi için lütfen DEF Kauçuk ile iletişime geçmekten çekinmeyin.