Вихревой очиститель

 

Изобретение относится к очистке жидкости от взвешенных твердьгх частиц и может быть использовано в хими ческой, нефтедобывающей, нефтеперера батывающей и других отраслях промышленности Цель изобретения - повьшение качества очистки с одновременным снижением гидравлического сопротивле нияо Вихревой очиститель состоит из подводящего трубопровода (Т) 1 с установленным в нем завихрителем 2, осевой выводной трубы 3, установленной с кольцевым зазором относительно Т 1, разделительной камеры (РК) 4 и накопителя (Н) б для сбора .примесей с перфорированной перегородкой 7, заслонкой 8. Верхняя часть РК 4 соединена через патрубок 5 и осевой канал М завихрителя с полостью Т 1, Поток загрязненного нефтепродукта попадает в Т 1. С помощью завихрителя 2 поток приобретает возвратно-поступательное движение. Возникающая при этом центробежная сила прижимает частицы загрязнений к внутренней поверхности Т 1, откуда они через кольцевой зазор между Т 1 и осевой отводной трубой 3 попадают вместе с частью нефтепродуктов в РК 4„ Под действием гравитационной сипы тяжести частицы загрязнений через отверстия в перфорированной перегородке 7 оседают в Н 6„ Более легкие .частицы, увлекаемые циркуляционным потоком, через патрубок 5 . и осевой канал М завихрителем 2 возвращаются в Т 1. За счет этого осуществляется сепарация частиц загрязнений Очищенньй нефтепродукт через осевую выводную трубу 3 поступает потребителю Загрязнения, осевшие в Н 6, удаляются через заслонку 8. 7 ило 4 СО | о со ю Флггг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) А1 (51)4 В 04 С 3/00 В 01 и 45/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4238 134/23-26 (22) 30.04.87 (46) 15.11.88. Бюл. й.- 42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) А.Ф. Андриец, В.Е. Бычков, Г.В. Кротков, Г.П. Протасов и В.Б. Бобровицкий (53) 621.928.37(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1088193, кл. В 01 D 21/26, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М- 889048, кл. В 01 D 45/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1031518, кл. В 04 С 3/00, 1981. (54) ВИХРЕВОЙ ОЧИСТИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к очистке жидкости от взвешенных твердых час-тиц и может быть использовано в химической, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промьппленности. Цель изобретения — повьппение качества очистки с одновременным снижением гидравлического сопротивления. Вихревой очиститель состоит из .подводящего трубопровода (Т) 1 с установленным в нем эавихрителем 2, осевой выводной трубы 3, установленной с кольцевым зазором относительно

Т 1, разделительной камеры (PK) 4 и накопителя (Н) б для сбора примесей с перфорированной перегородкой 7, заслонкой 8. Верхняя часть РК 4 соединена через патрубок 5 и осевой канал

M эавихрителя с полостью Т 1. Поток загрязненного нефтепродукта попадает в Т I. С помощью завихрителя 2 поток приобретает возвратно-поступательное движение. Возникающая при этом центробежная сила прижимает частицы загрязнений к внутренней поверхности

Т 1, откуда они через кольцевой зазор между Т 1 и осевой отводной трубой 3 попадают вместе с частью нефтепродуктов в PK 4. Под действием гравитационной силы тяжести частицы загряэне- Ж. ний через отверстия в перфорированной перегородке 7 оседают в Н 6, Более легкие .частицы, увлекаемые циркуляционным потоком, через патрубок 5 . и осевой канал M завихрителем 2 воэ- Я вращаются в Т 1. За счет этого осуществляется сепарация частиц загрязнений. Очищенный нефтепродукт через осевую выводную трубу 3 поступает СО потребителю. Загрязнения, осевшие 1 в Н 6, удаляются через заслонку 8. („ 1

7 ил 0 (:О

1437092

Изобретение относится к очистке жидкостей от твердых частиц под действием центробежных сил и может применяться в областях народного хозяйства, где используются трубопроводы для транспортирования жидкостей, в частности в химической, нефтедобывакацей, нефтеперерабатывающей.

Цель изобретения — повышение качества очистки с одновременным сни1

,жением гидравлического сопротивления, На фиг. 1 представлен вихревой очиститель, разрез; на фиг. 2 — за1 висимость изменения избыточного дав ления в осевом канале завихрителя

; от соотношения d,/dT; на фиг. 3 ! графики влияния площади поперечного сечения (S» ) разделительной камеры

I !

; на эффективность процесса очистки; на фиг. 4 — графики влияния длины

i (L,„) разделительной камеры на эф1 фективность процесса очистки; на

; фиг. 5 — зависимость влияния распо-! ,ложения кольцевого зазора по длине

: разделительной камеры; на фиг. 6 и 7: графики влияния изменения диаметра

: осевого канала завихрителя на эффек:,тивность процесса очистки.

Вихревой очиститель состоит из подводящего трубопровода 1 с установленным в нем завихрителем 2, выполненным с осевым каналом М, осевой выводной трубы 3, разделительной ка,. меры 4, представляющей собой цилинд рический барабан длиной L „= (5-6)d и площадью поперечного сечения S (9-12)S,, в торцовых стенках кото, . рого коаксиально закреплены сварной подводящий трубопровод 1 и выводная труба 3 °

Верхняя часть разделительной секции 4 соединена с осевым каналом N завихрителя 2 патрубком 5. Накопитель 6 для сбора примесей крепится к разделительной камере 4 снизу. Полость накопителя отделена от полости разделительной камеры перфорированной перегородкой 7, отверстия которой обеспечивают попадание загрязнений из разделительной камеры в накопитель и препятетвуют их обратному движению (диаметр отверсгий перфорации d „= (0,15-0,20) d„Для вывода загрязнений из устройства в нижней части накопителя установлена заслонка 8.

На фиг. 2-7 приняты следующие обозначения: d — диаметр подводящес

55 го трубопровода; «1„ — диаметр осевого канала завихрителя; d „ — диаметр отверстий перфорации перегородки 7;

Б — площадь поперечного сечения подводящего трубопровода; D „- диаметр разделительной камеры; Б „ — площадь поперечного сечения разделительной камеры; I. „- длина разделительной камеры; Е., — длина участка подводящего трубопровода, заключенного в разделительной камере; А-72 — автобензин; л — дизельное топливо.

Для выбора оптимальных соотношений геометрических размеров устройства и диаметра осевого канала (d ) были проведены эксперименты на модели.

По результатам экспериментов установлено (фиг. 2), что отрицательное давление, обеспечивающее подсос жидкости через осевой канал завихрителя, наиболее интенсивно проявляется при со«1к отношении — = 0 2-0 4.

9 9 т

В ходе проведения работ быпи изготовлены макетные образцы вихревого очистителя с различными геометрическими параметрами.

Исследования проводились на раз( личных рабочих жидкостях: воде, дизельном топливе, топливе для реактивных двигателей (ТС-1), автобензине— и на частицах загрязнений различных фракций: 250-500 мкм, 500-800 мкм;

800-1000 мкм.

:Результаты экспериментов приведены на фиг. 3-7.

Как показали проверенные исследования для эффективной очистки жидкостей от механических загрязнений большое значение имеют геометрические размеры разделительной камеры, а именно площадь и длина.

Как видно из графиков, приведенных на фиг. 3 и 4, наименьшая площадь поперечного сечения разделительной камеры (ЯРк), обеспечивающая максимальную эффективность очистки, равна 9-12 площадям поперечного сечения подводящего трубопровода 1, а ее длина (Ь „) 5-6 диаметрам подводящего трубопровода, Дальнейшее увеличение этих. параметров не повышает эффективности очистки, а ведет лишь к увеличению габаритов и веса устройства. При уменьшении площади сечения и длины разделительной камеры (S рк < 9S и

< 5d )эффективность очистки резко

143 7092

30

35 ч Ыг г g (1)

9 о -- х

3,4 10 4 d-3) 9r

100, + где Е.— с

55 падает вследствие сокращения рабочего пространства разделительной камеры, так как увеличивается интенсивность уноса загрязнений через выводную трубу.

На эффективность очистки большое влияние оказывает расположение кольцевого зазора между подводящим трубопроводом 1 и выводной трубой 3 в разделительной камере. Из графика, приведенного на фиг, 5, видно, что максимальная степень очистки достигается при расположении кольцевого зазора в районе середины разделительной камеры L = (0,4-0,6)L „.

Существенно повышается эффективность очистки жидкостей при уже до.стигнутой оптимизации параметров раз. делительной камеры, как видно из графиков, приведенных на фиг. 6 и 7, путем обеспечения перетока жидкости из распределительной камеры 4 в подводящий трубопровод 1 через осевой канал M завихрителя 2. При этом наиболее интенсивно эффективность очистки растет в диапазоне изменения диаметра осевого канала Й „ завихрителя от 0,2 до 0,4 диаметра подводящего трубопровода,(фиг. 6 и 7) °

Вихревой очиститель работает следующим образом.

Поток загрязненного нефтепродукта попадает в подводящий трубопровод 1.

С помощью завихрителя 2 поток приобретает возвратно-поступательное движение. Возникающая при этом центроэффективность очистки, 7; скорость потока, м/с; расстояние от завихрителя до осевой выводной трубы, м; угол между вектором абсолютной скорости потока и осью подводящего трубопровода, град; плотность частицы и нефтепродукта, соответственно, кг/м ; диаметр частицы, м; радиус подводящего трубопровода, м.

20 бежная сила прижимает частицы з ггрязнений к внутренней поверхности подводящего трубопровода 1, откуда они через кольцевой зазор между подводящим трубопроводом 1 и осевои отводной трубой 3 попадают вместе с частью нефтепродукта в разделительную камеру 4.

Под действием гравитационной силы тяжелые частицы загрязнений через отверстия в перфорированной перегородке 7 оседают в накопителе 6. Более легкие частицы, увлекаемые циркуляционным потоком, через патрубок 5 и осевой канал M завихрителя 2 в.:звращаются в подводящий трубопровод 1.

За счет этого осуществляется сепарация частиц загрязнений.

Очищенньп4 нефтепродукт через осевую выводную трубу 3 поступает к потребителю.

Загрязнения, осевшие в накопителе 6, удаляются через заслонку 8.

Таким образом, наличие перфорированной перегородки 7 между накопителем 6 и разделительной камерой 4, соединение верхней части разделительной камеры 4 патрубком 5 с осевым каналом М завихрителя 2, а также оптипизация геометрических параметров устройства повышают качество очистки целевого продукта.

Для расчета эффективности работы очистителя на основании теоретических и экспериментальных исследований получена следующая аналитическая зависимость:

Формула из обретения

Вихревой очиститель, содержащий подводящий трубопровод с размещенным в нем завихрителем, выполненным с осевым каналом, осевую выводную трубу, установленную с кольцевым зазором относительно подводящего трубопровода, рециркуляционный канал, разделительную камеру и накопитель для сбора примесей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества очистки с одновременным снижением гидравлического соиротивлегде $ — площадь поперечного сечения разделительной камеры; — площадь поперечного сечения подводящего трубопровода; — длина разделительной камеры» рк (9 2) Sò ю

5 143 7092 6 ния, он снабжен перфорированной пере- (5-6) d „ городкой, установленной между накопителем и разделительной камерой, пр дл а (° „) учас канд дя рециркуляционный канал выполнен в ви5 разделительной камере, составляет часть разделительной камеры соедине- 1., (0,4-0в 6)! рк э на с осевым каналом завихрителя, диаметр (d„) осевого канала завихрителя составляет 0,2-0,4 диаметра (d ) под- О .водящего трубопровода, а геометричест кие размеры разделительной камеры .выбирают из следующих соотношений: рк

143 7092

1437092 дЯ7-ЯРмюч

® ЮО

Составитель Д. Баранов

Техред Ч.Дидык

Корректор В Гирняк

Редактор Л. Веселовская

Заказ 5821/10

Тираж 523 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

УР

Ж бО

Я

Я

Д7

07 08 ОЯ 0 ОХ Об с к

<ае. 7