Сепаратор

 

СЕПАРАТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус. внутри которого установлен сепарационный элемент, выполненный в виде криволийейных лопаток, установленных по многозаходной спирали Архимеда, причем выходные концы лопаток расположены наклонно к оси элемента по поверхности усеченного конуса, сливные устройства и штуцера ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации и производительности за счет улучшения условий отвода жидкости , выходные концы лопаток расположены наклонно к оьразующей поверхности усеченного конуса под острым углом к направлению вращения потока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3472920/23-26 (22) 20.07.82 (46) 15.01.84. Бюл. В 2 (72) IO.È. Кочубей, В.П. Криулин, В.И. Кузин и В.Х. Хусаинов (71) Кубанский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 66.074.1(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

В 497035, кл. В 01 D 45/12, 1973.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 782834, кл. В 01 D 45/12, 1978 (прототип). (54)(57) CEIIAPATOP, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, „„SU„„1066629 A

3(50 В 01 D 45/12 В 04 С 7 00 внутри которого установлен сепарационный элемент, выполненный в виде криволинейных лопаток, установленных по многозаходной спирали Архимеда, причем выходные концы лопаток расположены наклонно к оси элемента по поверхности усеченного конуса, сливине устройства и штуцера ввода и вывода фаз, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения эффектив. ности сепарации и производительности за счет улучшения условий отвода жидкости, выходные концы лопаток расположены наклонно к образующей поверхности усеченного конуса под острым углом к направлению врашения потока.

10бб629

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для осаждения полидисперсных жидких частиц из газового потока в центробежном поле, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, связанных с разделением и сепарацией газовзвесей, состоящих из капель жидкости, например, в нефтяной, пищевой, химической, энергетической и др.

Известен сепаратор, содержащий вер40 тикальный цилиндрический корпус, размещенные в корпусе и делящие его на верхнюю и нижнюю камеры горизонтальные перегородки, расположенные в камерах на перегородках многозаходные 15 спирали с отбортовкой на конце, слив ные устройства и штуцеры ввода и вывода фаз (1 3.

В известном сепараторе уловленная жидкость из каждого сепарационного 20 элемента сливается по гидрозатворам, при этом размер бокового слива из верхней камеры ограничен из-за конструктивных особенностей сепаратора.

При повышенных концентрациях жидкой фазы из нижней камеры на скорости выше 2,0 м/с (по сечению аппарата) происходит пронос жидкости в верхнюю камеру, т.е. сеп6рационный элемент

"удерживает" жидкость до скорости

2,0 м/с. При дальнейшем увеличении скорости количество жицкости, попавпей в верхний элемент, соответственно увеличивается и на скорости

3,0 и/с наступает равновесие по количеству жидкости, уловленной нижним 35 и верхним элементами. Отвод уловленной жидкости с верхнего элемента связан с размером сливного патрубка, и поэтому при высоких концентрациях по жидкой фазе необходимо сни- 40 жать рабочую скорость газовой среды во избежание перелива в верхнем элементе. В противном случае происходит переполнение сборных карманов и унос жидкости вместе с газом. 45

Наличие отбортовки на конце спиральных лопаток способствует в про-. цессе эксплуатации отложению в них твердых частиц, что вынуждает проводить дополнительную остановку аппарата для его чистки.

Известен также сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен сепарационный элемент, выполненный в виде криволинейных лопаток, установленных по мнодозаходной спирали

Архимеда, причем выходные концы лопаток расположены наклонно к оси элемента по поверхности усеченного кругового конуса, сливные устройст-, 60 на и штуцера ввода и вывода фаз (21, Сепарационный элемент этого сепаратора может работать при более высоких койцентрациях жидкой фазы, так как транспортированию жидкости 65 к сливному устройству способствует, кроме силы тяжести, составляющая центробежной силы. Однако при своем движении вниз отсепарированная жидкость при переполнении карманов "перескакивает" с одной лопатки на другую и подвергается разбрызгиванию, что снижает эффективность сепарации.

Цель изобретения - повышение эффективности сепарации и производительности за счет улучшения условий отвода жидкости.

Цель,цостигается тем, что в сепараторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен сепарационный элемент, выполненный в виде криволинейных лопаток, установленных по многозаходной спирали Архимеда, причем выходные концы лопаток расположены наклонно к оси элемента по поверхности усеченного конуса, сливные устройства и штуцера ввода и вывода фаз, выходные концы лопаток расположены наклонно к образукщей поверхности усеченного конуса под острым углом к направлению вращения потока.

На фиг. 1 изображен сепаратор, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-A на фиг.1; на фиг. 3 — селарирующая лопатка, общий вид.

Сепаратор состоит из цилиндрического корпуса 1, разделенного на камеры горизонтальными перегородками 2 с осевыми отверстиями 3, на которых герметично установлены конфузор 4 и диффузор 5, имеющие наклонные перфорации. B камерах установлены сепарирующие лопатки: б беэ отбортовки, образующие сепарацион ные элементы 7, работающие на скручивание потока, и элемент 8, работающий на раскручивание. Лопатки б выполнены в виде криволинейных трапеций, большее основание которых расположено снизу.

Основания элементов, работающих на скручивание потока, снабжены сборными конусами 9 и гидрозатворными трубками 10, предназначенными для сбора и слива уловленной жидкости.

Ввод газожидкостной смеси происходит через тангенциальный патрубок 11, снабженный направляющим дефлектором

12. Выход очищенного газа происходит по патрубку 13, оборудованному эжекционными отверстиями и кольцевым каплеотбойником 14. Слив уловленной жидкости из аппарата осуществляется через осевой патрубок 15.

Сепаратор работает педующим образом. газожидкостная смесь подается в сепаратор через патрубок 11 и направ— ляющим дефлектором 12 ориентируется вдоль стенки аппарата, где происхо1066629 дит частичная сепарация газа на пластинках, закрепленных на корпусе

1. Закрученный поток газа поступает в нижний сепарационный элемент 7, где капли жидкости под воздействием центробежной силы оседают на вогнутую поверхность сепарирующих лопаток 6 и в виде газожидкостного жгута вращаются в центральной части элемента.

Наличие конусной формы центральной части элемента 7 способствует

"удерживанию" жидкости, основная масса которой под воздействием гравитационного поля оседает в нижней части элемента 7 и собирается в ко- !5 нусе 9, откуда по гидрозатворной трубке 10 и патрубку 15 отводится из аппарата.

Очищенный газ с остатками жидкости через осевое отверстие 3 попада- 2О ет в диффузор 5, где под действием центробежной силы и напора газового потока жидкость движется в виде пленки на его поверхности по закрученной траектории. 25

Для безударного и более полного отвода жидкой пленки из конфузора с целью снижения нагрузки по жидкой фазе верхних пакетов при пульсирующих нагрузках он снабжен наклонной перфорацией, которая составляет с закрученной траекторией жидкости угол, близкий к нормали, что обеспечивает при отводе жидкой пленки отсутствие ее вторичного уноса. Большая сторона перфорации снабжена кромкой, которая отогнута по ходу газа в сторону действия центробежных сил, что способствует отсасыванию части газа.

Этим достигается управление пограничным слоем потока, что предотвращает 40 его срыв в относительно коротком диф. фузоре я исключает унос жидкости газом.

Сочетание перечисленных конструктивных особенностей позволяет обес- 45 печить полный отвод жидкости иэ нижнего элемента 7 и диффуэора 5, остатки которой удаляются через кольцевую щель между диффузором и кромкой осевого отверстия в основании элемента 8.

Газ из диффузора 5 попадает в центральную часть раскручивающегося элемента 8, который является демпфером при кратковременной многократной перегрузке. Газ, пройдя элемент, очищается на сепарирующих пластинах, закрепленных на корпусе аппарата 1. Из периферийной эоны газ устремляется в центральную часть верхнего элемента 7, где в межспиральных изогнутых каналах происходит коагуляция остатков мелкодисперсного аэрозоля. Жидкость в виде вращающегося жгута под действием силы тяжести скапливается в сборном конусе 9 и сливается в низ аппарата по гидрозатворным трубкам 10, откуда через патрубок 15 выводится наружу.

Газ, пройдя конфузор 4, окончательно очищается и удаляется из аппарата по патрубку 13, снабженному эфекционными отверстиями и кольцевым отбойником 14.

На. ичие трапецеидальных лопаток

6, образующих в центре сепарационного элемента конусную поверхность, направленную своей вершиной по ходу движения газа, способствует "удерживанию" жидкости в сепарационном элементе, что позволяет, при всех прочих равных условиях, повышать работую скорость сепарации в 1,52 раза и тем самым производительность сепаратора. Кроме того, отсепарированная жидкость, движущаяся вниз, благодаря тому, что нижнее основание имеет больший размер,чем верхнее (выходные концы лопаток расположены под острым углом к направлению вращения потока),не пересекает газовый поток, движущийся вверх в соседних межспиральных про" странствах. Это уменьшает вероятность вторичного разбрызгивания и повышает эффективность сепарации.

При этом отпадает необходимость в использовании отбортовок для отвода жидкости, которые склонны к забиванию и парафинизации.

1066629

Составитель Л. Титов

Редактор М. Товтин Техред Т.Фанта, Корректор А. Тяско

Эаказ 11085/8 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4