Сепаратор

 

1. СЕПАРАТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищами, подводящий и вертикальный патрубки, последний из которых прикреплен к нижнему днищу, и набор коаксиально расположенных в корпусе труб, образующих между собой проточную часть, отличающийся тем, что., с целью повьппения взрывобезопасности и эффективности работы, сепаратор снабжен предохранительным устройством в виде разрывной мембраны , размещенной на верхнем днище против торца вертикального патрубка, а на поверхности ближайщей к корпусу трубы под острым углом к ее оси выполнены сплошные или прерывистые выступы . 2.Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что верхнее днище снабжено фланцем для крепления предохранительного устройства. i (/) 3.Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен сужающимся соплом и/или коагулятором, размещенными в подводящем патрубке.

А,.SU„„11078

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ц1) В 01 D 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3583807/23-26 (22) 25.04.83 (46) 15.08.84. Бюл. № 30. (72) С.В. Рыжков, А.К. Албантов, В.И. Пилипчак, В.д. Медведев, Б.Д. Вовченко и В.Я. Суворов (53) 66.074.1(088.8) (56) 1. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. Л., "Машиностроение", 1966, с. 506-509.

2. Патент США 4005999, кл. В 01 D 47/02, 1975. (54)(57) 1, СЕПАРАТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищами, подводящий и вертикальный патрубки, последний из которых прикреплен к нижнему днищу, и набор коаксиально расположенных в корпусе труб, образующих между собой проточную часть, отличающийся тем, что,, с цЕлью повышения взрывобезопасности и зффективности работы, сепаратор снабжен предохранительным устройством в виде разрывной мембраны, размещенной на верхнем днище против торца вертикального патрубка, а на поверхности ближайшей к корпусу трубы под острым углом к ее оси выполнены сплошные или прерывистые выступы.

2. Сепаратор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что верхнее днище снабжено фланцем для крепления предохранительного устройства.

3. Сепаратор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен сужающимся соплом и/или коагулятором, размещенными в подводящем патрубке.

1107888

Изобретение относится к устрой-.. стЭам для очистки взрывоопасных газов (например, ацетилена) от капельной влаги в системах, находящихся под йзбыточным давлением, и может быть использовано в химической и

5 газовой промышленности, промышленной энергетике и других отраслях народного хозяйства.

Известны инерционные сепараторы поверхностного типа, содержащие цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и поверхность осаждения капель (1 j.

Однако вследствие вторичного уноса жидкости в таком устройстве снижается эффективность сепарации, а из-за увеличения скорости газа повьппаются затраты энергии. Таким образом, снижается эффективность сепа20 ратора по основным показателям назначения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сепаратор, содер2S жащий вертикальный цилиндрический корпус с днищами, подводящий и вертикальный патрубки, последний из которых прикреплен к нижнему днищу, и набор коаксиально расположенных в корпусе труб, образующих между собой проточную часть (2).

Эффективность такой конструкции ограничена из-за неравномерности скоростей и массовых расходов фаз в проточной части, что проявляется З5 в виде вторичного уноса жидкости на участке проточной части между стенками корпуса и первой (по ходу газа) трубы вблизи сечения входного патрубка.

Кроме того, для такой, сепаратор характеризуется взрыоопасностью корпуса при эксплуатации в системе взрывоопасных газов. Так, при обратном ударе взрывной волны элементы, обра- 45 зующие проточную часть сепаратора, могут быть повреждены. Особенность компоновки проточнсй части сепаратора не позволяют совместить в нем функции предохранительного устройства50

Поэтому для уменьшения взрывоопасности после сепаратора должен устанавливаться затвор. Сухие затворы при эксплуатации требуют повышенных затрат энергии на прокачку газа, а 55 водяные являются источником появления в системе дополнительной влаги из-за уноса брызг.

2 \

Целью изобретения является повышение эффективности и взрывобезопасности сепаратора.

С этой целью сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с днищами, подводящий н вертикальный патрубки, последний нз которых прикреплен к нижнему днищу, и набор коаксиально расположенных в корпусе труб, образующих между собой проточную часть, снабжен предохранительным устройством в виде разрывной мембраны, размещенной на верхнем днище против торца вертикального патрубка, а на поверхности ближайшей к корпусу трубы под острым углом к ее оси выполнены сплошные или прерывистые выступы.

При этом верхнее днище снабжено фланцем для крепления предохранительного устройства.

Кроме того, сепаратор снабжен сужающимся соплом и/или коагулятором, размещенными в подводящем патрубке.

На чертеже показан сепаратор, общий вид.

Сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 днищами. Сбоку к корпусу присоединен горизонтальный 4, а к нижнему днищу — вертикальный 5 отводящие патрубки. Внутри корпуса при помощи коаксиальных труб б и 7, прикрепленных соответственно к верхнему и нижнему днищам, образован кольцевой лабиринтовый канал. Ближайшие к оси корпуса труба 7 является продолжением вертикального патрубка 5.

Этим обеспечивается прямоточность внутреннего канала от вертикального патрубка до верхнего днища. Напротив торца трубы 7 на верхнем днище смонтировано предохранительное устройство. В частности, оно может быть выполнено в виде разрывной мембраны 8, закрепленной на фланце 9 при помощи кольца 10. На поверхности ближайшей к корпусу трубы 6 под острым углом к ее оси выполнены сплошные или прерывистые выступы 11. В патрубке, по которому подводится двухфазная (газожидкостная) неочищенная среда, установлено сужающееся сопло 12 или (и) коагулятор 13, например, сотового типа. Между трубой 7 и нижней частью корпуса 1 образована полость для сбора жидкости — поддон 14.

1107888

В нижней части поддона имеется дренажный штуцер 15.

Сепаратор в системе взрывоопасных газов работает следующим образом.

Двухфазный поток через горизон- 5 тальный патрубок 4 и суживающееся сопло 12 поступает в полость кольцевого канала между корпусом 1 и трубой 6. В сопле 12 двухфазный поток ускоряется, и образующаяся струя обтекает трубу 6, что способствует осаждению капель жидкости на поверхность ближайшей к корпусу трубы 6.

Эффективность осаждения капель повышается при установке в подводящем (горизонтальном) патрубке 4 коагулятора 13, способствующего укрупнению капель жидкости. Под действием нисходящего газового потока и силы тяжести образующаяся пленка жидкости подтекает к нижней кромке трубы 6 и в виде струек и капель стекает в поддон 14. Исследованиями установлено, что при отсутствии на поверхности трубы 6 выступов основная масса газа устремляется по пути наименьшего сопротивления — только по части кольцевого канала, примыкающего непосредственно к подводящему патрубку. По части поверхности трубы 6, З0 обращенной к входному патрубку 4 (лобовой), стекает основная масса жидкости. Это приводит к локальной неравномерности отвода жидкости и снижает нагрузку сепаратора. При по- 35 вышении рабочего значения скорости газового потока струйки жидкости, стекающие с лобовой части, срываются с нижней кромки трубь1 6. Для предотвращения вторичного уноса жидкости 40 и повышения эффективности сепарации двухфазный поток перераспределяется при помощи выступов 11, выполненных на поверхности трубы 6 под острым углом к ее оси. При этом распределение жидкой фазы по периметру трубы

6 происходит под воздействием газового потока. Равномерный отвод жидкости по периметру трубы в поддон осуществляется за счет выполнения 50 выступов прерывистыми.

После высадки капель жидкости на поверхности трубы 6 очищенный газ из полости кольцевого лабиринтового канала между корпусом 1 и трубой 6 55 поступает в полость канала между трубами 6 и 7. Затем через зазор между верхним днищем 2 и торцом трубы 7 поступает в трубу 7 и направляется к выходному патрубку 5. Отсепарированная жидкость собирается в поддоне 14 и удаляется из сепаратора через дренажный штуцер 15.

Конструкция предлагаемого сепаратора обеспечивает безопасную эксплуатацию при обратном ударе взрывной волны. Взрывная волна через вертикальный патрубок 5 и трубу 2 движется к ее торцу, практически не испытывая сопротивления на своем пути и, подойс дя к разрывной мембране 8, воздействует на нее. При этом энергия, необходимая для разрыва мембраны 8, меньше энергии, необходимой для прохода волны через сепаратор или повреждения его элементов. Разорвав мембрану 8, взрывная волна уходит за пределы сепаратора. Указанные обстоятельства позволяют эксплуати-. ровать сепаратор непосредственно в помещении (например, ацетиловой станции).

Сепаратор может быть использован и в качестве выносной конструкции батарейного варианта сепарационного устройства. В этом случае двухфазная среда подводится по вертикальному патрубку 5, в котором устанавливается коагулятор 13, а на фланце 9 верхнего днища 2 устанавливается предохранительный клапан. Сепарация двухфазной среды осуществляется в лабиринтовом канале, образованном между трубами 7, 6 и корпусом 1. Очищенный газ удаляется из сепаратора через горизонтальный патрубок 4.

Предложенная конструкция сепаратора допускает более высокие (примерно в 2-3 раза) рабочие скорости газа, чем известные устройства такого же назначения. При этом уровень очистки газа и затраты энергии сохраняются на прежнем уровне.

В сепараторе по изобретению предусмотрена защита от обратного удара взрывной волны, что повыпает безопасность труда и позволяет располагать устройство в помещении ацетиленовой станции. Кроме того, предотвращается поступление влаги в магистральный трубопровод, улучшается качество газа, повышается культура производства.

Возможность расположения сепаратора в помещении улучшает условия труда персонала, обслуживающего систему ацетилена в зимний период.

1107888

Составитель О. Калякина

Редактор Н. Швыдкая Техред С. Мигунова Корректор М. Максимишинец

Заказ 5806/7 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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