Осевой завихритель центробежного сепаратора

 

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 04 С 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)1

5, 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3358910/23-26 (22} 02,09.81 (46) 30.05,88, Бюл, NI 20 (71) Украинский научно-исследовательский институт природных газов (72) В.М. Киселев (53) 66.074.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 436677, кл. В 04 С 3/06, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 203622, кл, В 01 D 45/12, 1967.

Патент Франции 11 2084452, кл. В 04 С 1)/00, 1971.

„„SU„„1398917 А1 (54) (57) 1, ОСЕВОЙ ЗАВИХРИТЕЛЬ ЦЕНТ10БЕИ1ОГО СЕПАРАТОРА, содержащий полую втулку с обтекателем на входном конце и осевым отверстием на выходном конце, укрепленные на боковой поверхности втулки наклонные лопасти и выполненный в лопасти сквозной канал, входящий внутрь втулки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения высокой эффективности сепарации при уменьшении габаритов сепаратора за счет интенсификации отвода жидкости к стенке сепаратора, он снабжен диффузором, присоединенным к выходному концу втулки.

1398917

2. Осевой завихритель по п.1, о тл и ч а ю шийся тем . что наружный диаметр расширенного конца диффуэора равен 0,5-0,7 диаметра эавихрителя.

3. Осевой эавихритель по пп.l и 2; отличающийся тем, что в боковой поверхности втулки выполнены радиальные отверстия, а суженный конец диффузора выполнен с внутренним диаметром, меньшим внутренного диаметра осевого отверстия втулки. ч. Осевой эавихритель по п.3, отличающийся тем, что радиальные отверстия расположены между лопастями.

Изобретение относится к устройствам для сепарации газа и жидкости в закрученном потоке и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства, например в химической, нефтегазовой, пищевой промышленности.

Известен осевой эавихритель, установленный в вихревом пылеуловителе таким образом, что проходящая через его центр трубка соединяет зону осаждения с зоной разрежения завихрителя для улучшения сепарации фаз.

Недостатком такого завихрителя является многоэлементность и громозд- 15 кость конструкции.

Известен также осевой завихритель, лопасти которого имеют сквозные радиальные каналы, на входе установлен сферический обтекатель, а на выходе — 20 конический сужающийся обтекатель.

Недостатком этого завихрителя является наличие конического обтекателя, по поверхности которого сепарируемые капли жидкос.и поступают в 25 центральную зону вихря, вследствие чего мелкие капли проскакивают в сепарационную зону.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 30 мому результату является осевой эавихритель для центробежной сепарации фаэ газожидкостной смеси, содержащий полую втулку с обтекателем на вход5. Осевой эавихритель по п. 3, отличающийся тем, что радиальные отверстия расположены эа выходными концами лопастей.

6, Осевой эавихритель по пп, 1-5, отличающийся тем, что расширенный конец диффуэора расположен на расстоянии от выходных концов лопастей, равном 0,2-1,0 диаметра завихрителя.

7. Осевой эавихритель по пп.l -6, отличающийся тем, что в обтекателе выполнено наклонное отверстие, расположенное в точке пересечения внутренней поверхности обтекателя с осью завихрителя, ном конце и осевым отверстием на выходном конце, укрепленные на боковой поверхности втулки наклонные лопасти и выполненный в лопасти сквозной канал, входящий внутрь втулки.

Для рециркуляции сепарируемого

rasa используется эона разрежения, создаваемая по оси завнхрителя, а подвод газа на рециркуляцию осуществляется через каналы лопаток в полость втулки. Полости лопатов к отдельных случаях могут располагаться нормально или тангенциально к внутренней поверхности центральной втулки.

Недостатком известного завихрителя является слабая крутка капель жидкости, проскочивших с рециркулируемым газом, Эта слабая крутка вызывает необходимость значительного удаления сигарообразной кормовой части завихрителя от сепарационного узла для отвода отсепарированной пленки жидкости, так что общий продольный габарит сепаратора составляет 16 калибров (внешних диаметров) эавихрителя. Следствием этого является снижение эффективности сепарации, вызываемое затуханием крутки потока газа на значительном удалении от завихрителя.

Недостаток устройства — накопление жидкости в полости втулки при осI

139 тановке аппарата, что требует дополнительных затрат греющего пара и промывочной жидкости при ревизии и ремонте аппарата.

Цель изобретения — обеспечение высокой эффективности сепарации при уменьшении габаритов сепаратора за счет интенсификации отвода жидкости к стенке сепаратора.

Поставленная цель достигается тем, что осевой завихритель центробежного сепаратора, содержащий полую втулку с обтекателем на входном конце и осевым отверстием на выходном конце, укрепленные на боковой поверхности втулки наклонные лопасти и выполненный в лопасти сквозной канал, входя-. щий внутрь втулки, снабжен диффузором, присоединенным к выходному концу втулки.

Кроме того, наружный диаметр расширенного конца диффузора равен 0,50,7 диаметра завихрителя.

В боковой поверхности втулки выполнены радиальные отверстия, а суженный конец диффуэора выполнен с внутренним диаметром, меньшим внутреннего диаметра осевого отверстия втулки.

Радиальные отверстия в боковой поверхности втулки могут быть расположены между лопастями или за их вы-. ходными концами.

Кроме того, расширенный конец диффузора расположен на расстоянии от выходных концов лопастей, равном 0,21,0 диаметра завихрителя.

В обтекателе выполнено наклонное отверстие, расположенное в точке пересечения внутренней поверхности обтекателя с осью эавихрителя.

На фиг. 1 показан осевой завихритель с диффузором, продольный разрез; на фиг. 2 — верхняя часть завихрителя с диффузором и радиальными отверстиями между лопастями; на фиг. 3— завихритель с радиальными отверстиями, расположенными за выходными концами лопастей, и наклонным отверстием в обтекателе, Завихритель состоит из полой втулки 1, на боковой поверхности которой укреплены наклонные лопасти 2 со сквозным каналом 3, входящим внутрь втулки в ее осевой канал 4. На выходном конце втулки установлен диффузор 5, имеющий суженный конец 6 и расширенный конец 7. Суженный конец

8917

6 диффузора может образовывать выступ

8 по отношению к выходному отверстию

9 канала 4. Перед выступом 8 во втулке 1 могут быть выполнены радиальные отверстия 10, расположенные между лопастями 2, или отверстия 11, расположенные на выходном конце втулки

1 за выходными концами лопастей 2.

Изогнутое дно обтекателя 12, прикрепленного к втулке 1, может иметь наклонное отверстие 13, расположенное в точке пересечения внутренней поверхности обтекателя с осью эавихрителя.

Завихритель работает следующим образом.

Поток капель жидкости вместе с газом направляется на завихритель, Проходя эавихритель, поток закручивается и продолжает дальнейшее движение в форме закрученной струи. В направлении продольной оси завихрителя образуется зона пониженного давления. Отводимый из зоны сепарации гаэ с увлекаемыми каплями жидкости самотеком поступает на рециркуляцию через сквозные каналы 3 в лопастях завихрителя в канал 4 и в виде вращающейся струи выходит через суженный конец 6 диффузора 5, Капли жидкости в простейшем варианте отбрааываются на внутреннюю стенку диффуэора и срываются в поток с расширенного конца 7.

Для более надежной сепарации капель, внесенных рециркулируемым потоком, служат отверстия 10 ° Причем расположение отверстий 10 между лопастями эавихрителя способствует менее интенсивному отводу жидкости с частью газа, чем в случае расположения отверстий 11 за выходными концами лопастей эавихрителя.

В центре завихрителя образуется вихрь, захватывающий капли жидкости с изогнутого дна обтекателя 12. Через отверстие 13 капли жидкости сдуваются входящим потоком к стенке канала

4 и далее сепарируются в закрученном потоке.

Капли жидкости иэ основного потока в самом завихрителе не отбрасываются на периферию под действием центробежных сил, ибо силы турбулентных пульсаций и вихревые вторичные течения в межлопаточном пространстве препятствуют этому. Некоторая часть капель жидкости иэ основного потока по центральной втулке выносится по диф1398917 фуэору 5 к его концу 7 и далее закрученной струей срывается в виде конусообразного веера капель. Благодаря увеличению диаметра конца 7 по сравнению с диаметром цилиндрического канапа 4 удается сократить путь капли до стенки вихревой камеры, т.е, тем самым сократить требуемый продольный габарит сепарационного устройства.

Большой диаметр диффузора не должен резко сжимать закрученный поток, поэтому его размеры должны быть несколько больше центрального вихревого ядра. Для оптимальных условий крутки потока, когда при минимальных энергозатратах обеспечивается устойчивая сепарация фаз, больший диаметр диффузора составляет 0,5-0,7, ближе к 0,7.

Дпя оптимальной крутки потока достаточно иметь угол наклона лопастей к продольной оси завихрителя от 20 до 45, В этом случае установка диффузора не должна влиять на увеличение гидравлического сопротивления, поскольку он размещается в центральной зоне закрученной струи без пережима основного периферийного ядра потока. Так, например„ сравнительные испытания бронзовой отливки завихрителя диаметром 100 мм„ снабженного девятью винтовыми лопастями с шагом. образующей 450 мм и параболическим диффузором на выходе 0,54 Д или насадком 0,6 Д, показали, что форма диффузора не сказывается на гидравлическом сопротивлении потоку. При этом по сравнению с известным предлагаемому завихрителю удается сократить общую протяженность сепарационного элемента до 3,7 калибра завих рителя, т.е. в 4,3 раза, При уменьшении соотношения диаметра диффуэора к диаметру завихрителя менее 0,5 ослабляется крутка потока и эффективность сепарации снижается, Увеличение соотношения более 0,7 приводит к перекрытию сечения активной зоны струи, а это влечет к увеличению гидравлических потерь и ухудшению сепарации за счет вихревых выбросов в центр струи. !

О

Выполнение отверстий в боковой поверхности втулки в межлопаточном пространстве в сочетании с суженным концом диффузора позволяет отводить вместе с частью газа, проходящего через эти отверстия, капельки жидкосI ти в периферийную зону струи ближе в стенке сепаратора.

20 Для более интенсивного отсоса капелек жидкости из втулки отверстия во втулке смещены к выходному ее концу эа выходные концы лопастей.

Диффузор выступает за срез завих25 рителя на О,?-1 Д. Меньшее значение относится к большим диаметрам завихрителей с большим числом лопастей, а большее — к малым диаметрам. Уменьшение этого соотношения ухудшает

30 эффективность сепарации, а увеличение его приводит к возрастанию про" дольного габарита.

Расположение в обтекателе наклонного отверстия способствует не только сливу жидкости при остановке аппа35 рата, но также обеспечивает сдувание капель из центра на стенку втулки для улучшения сепарации при работе устройства.

40 Основным технико-экономическим преимуществом предлагаемого осевого эавихрителя является обеспечение высокой эффективности сепарации при уменьшении габаритов сепаратора за счет интенсификации отвода жидкости к стенке сепаратора.

1398917

©ОГ 2

Составитель Л. Чупова

Техред Л.Олийнык Корректор В. Гирняк

Редактор М. Петрова

Заказ 2618/7

Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная;

Осевой завихритель центробежного сепаратора Осевой завихритель центробежного сепаратора Осевой завихритель центробежного сепаратора Осевой завихритель центробежного сепаратора Осевой завихритель центробежного сепаратора 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к процессам центробежной очистки газов от сухой неслипающейся пьши и позволяет обеспечить увеличение эффективности пылеулавливания при изменении запыленности и расхода очищаемого газа, Пьшеуловитель содержит корпус 1 с патрубком 4 подачи вторичного потока

Изобретение относится к процессу улавливания пыли из газового потока, в частности к пьтеуловителям центробежного типа, и позволяет повысить эффективность пылеулавливания путем сепарации частиц пыли из газа на всем ,пути следования потока

Изобретение относится к технологии разделения частиц на фракции и может найти применение в химической и фармацевтической отраслях промьппленности и сельском хозяйстве, где требуется разделять продукт на фракции с большой степенью точности

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, и позволит повысить эффективность классификации и разделения зерен по плотности

Изобретение относится к устройствам для непрерывного разделения пульп и суспензий под действием цент робежных сил, используемым в горнодобывающей , химической, пищевой и других отраслях промыщленности, и позволяет повысить зффективность разделения и производительность гидроциклона

Изобретение относится к устройствам для сепарации частиц из газового потока

Изобретение относится к аппаратам для разделения сред во встречных закрученных потоках, в частности для отделения частиц пыли от газа, и позволяет повысить эффективность разделения

Изобретение относится к пылеулавливающим устройствам и позволяет повысить надежность и снизить энергозатраты в вихревых аппаратах со встречными закрученными потоками благодаря тому, что осевая камера 5 с тангенциальным патрубком 6, через ко Поток Smopuv- HPto газа Поток neffavftoto tataftan Г nfHHOto) tl S торую осуществляется ввод запыленного газа в полость корпуса 1, выполнена с окнами боковой стенке и снабжена установленной снаружи нее цилиндрической обечайкой 10, заглушенной снизу отбойной шайбой 11, размещенной под окнами 9, которые могут быть снабжены козырьками, установленными снаружи камеры 5 тангенциально по ходу газа

Изобретение относится к очистке газа /воздуха/ и может быть использовано в воздухоочистителях силовых установок с поршневыми и газотурбинными двигателями транспортных средств, в системах кондиционирования воздуха, в стационарных энергетических установках, на газоперекачивающих и компрессорных станциях и т.д

Изобретение относится к устройствам для сухой очистки газов в химической, пищевой, текстильной, горной и других отраслях промышленности, в частности, к устройствам сухой инерционной очистки газов во встречно закрученных газовых потоках

Изобретение относится к оборудованию печных переделов в металлургической, химической, строительной отраслях промышленности и может быть использовано для обеспыливания газов, а также для проведения классификации по крупности полидисперсных материалов

Циклон // 2135300
Изобретение относится к аппаратам для обеспыливания запыленного газа и может быть использовано в машиностроительной, химической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для очистки газового потока от содержащихся в нем твердых и жидких примесей, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например нефтяной, химической, энергетической, газовой, пищевой и др
Наверх