هیدروسیکلون چیست و چگونه کار می کند؟

برای آشنایی با هیدروسیکلون های ساخت شرکت ناب تک به بخش محصولات و از زیر مجموعه سایر محصولات به هیدروسیکلون کربس (Krebs) مراجعه کنید.

هیدروسیکلون از ظرفی استوانه­ ای مخروطی تشکیل شده که مواد از طریق دهانه ورودی و از مسیر لوله ­ای که مماس بر بخش استوانه ای در قسمت فوقانی آن است به داخل هیدروسیکلون جریان می­ یابد. سطح فوقانی بخش استوانه ­ای توسط درپوشی مسدود است که از مرکز آن در امتداد محور ظرف، لوله ­ای نصب شده است که تا عمقی کمی پایین تر از محل ورود مواد به داخل این بخش امتداد یافته است. این لوله سرریز هیدروسیکلون است و دارای مقطع قابل تغییر می­ باشد که به آن دیافراگم یا ورتکس (Vortex) گفته می­شود. در قسمت تحتانی ظرف یعنی در راس بخش مخروطی نیز سوراخی با قطر قابل تغییر پیش بینی شده که ته ریز سیکلون است و آن را اپکس (Apex) می­ نامند.

بار اولیه تحت فشار از طریق لوله ورودی و به طور مماس به داخل هیدروسیکلون جریان می­ یابد. در نتیجه پالپ دارای حرکت دورانی می­ شود. این حرکت ایجاد گرداب در داخل هیدروسیکلون می­ کند. لذا در امتداد محور آن ناحیه ­ای با فشار کم به وجود می­ آورد و در این امتداد ستونی از هوا به وجود می­ آید که معمولاً از طریق دهانه ته ریز به هوای خارج متصل می ­گردد. بخشی از هوای تشکیل دهنده این ستون، از هوای موجود در سیال حاصل شده که در نتیجه کاهش فشار از آن خارج می­ گردد.

موادی که به حالت پالپ به داخل هیدروسیکلون هدایت می­ شوند تحت تاثیر دو نیرو قرار می گیرند: نیروی گریز از مرکز در جهت داخل به خارج و نیروی مقاومت در جهت خارج به داخل. نیروی گریز از مرکز باعث افزایش سرعت ته ­نشینی مواد می­ شود. (در این شرایط می­ توان سرعت ته نشینی دانه­ها را با دقت قابل قبول توسط قانون Stokes به دست آورد.) به این ترتیب مواد بر مبنای ابعاد و چگالی طبقه بندی می ­شوند. دانه ­هایی که سرعت ته­ نشینی آنها بیشتر است به طرف جداره هیدروسیکلون حرکت می­ کنند زیرا در آنجا سرعت کمتر است و در امتداد جداره به طرف دهانه ته­ ریز هدایت شده، از آنجا خارج می­ شوند. با توجه به نیروی مقاومت سیال، دانه­ هایی که سرعت ته ­نشینی آنها کمتر است به طرف ناحیه­ ای که فشار کمتری دارد یعنی بخش مرکزی و در امتداد هیدروسیکلون حرکت می­ کنند و با حرکت رو به بالا از طریق دیافراگم سرریز می­ شوند.

با توجه به وجود ناحیه­ ای در امتداد جداره که در آن حرکت مواد به طرف پایین و ناحیه­ ای در امتداد محور هیدروسیکلون که در آن حرکت مواد به سمت بالا است، لازم است در مکانی سرعت قائم مواد برابر صفر باشد. این مکان به صورت سطحی در سرتاسر بخش بزرگی از هیدروسیکلون گسترش یافته است. دانه­ هایی که تاثیر نیروی گریز از مرکز بر آنها بیشتر است به خارج این سطح منتقل شده و از طریق ته ریز خارج می­ شوند و دانه­ هایی که تاثیر نیروی مقاومت بر آنها بیشتر است در داخل این سطح قرار می­ گیرند و به طرف محور هدایت شده، از سرریز خارج می­ شوند. دانه­ هایی که تاثیر نیروهای گریز از مرکز و مقاومت بر آنها یکسان باشد بر روی سطح قرار می­ گیرند، احتمال خروج این نوع دانه ­ها از ته ریز و سرریز یکسان است.

برگرفته از کتاب کانه ­آرایی دکتر نعمت اللهی

شایان ذکر است شرکت ناب تک سازنده هیدروسیکلون می باشد که برای آشنایی با هیدروسیکلون های ساخت شرکت ناب تک به بخش محصولات و از زیر مجموعه سایر محصولات به هیدروسیکلون کربس (Krebs) مراجعه کنید.

جهت درک شیوه جدایش ذرات در هیدروسیکلون کلیپ زیر را مشاهده فرمایید.