Устройство для очистки газа от мелкодисперсных частиц жидкости

 

Использование: для сепарации мелкодисперсных частиц жидкости из газовых потоков в трубопроводах; Сущность изобретения: Завихритель выполнен в виде шнека, лобовая поверхность винтовой лопасти которого выполнена с образующей, перпендикулярной к оси шнека, а тыльная поверхность - с образующей, наклонной под углом а к образующей лобовой поверхности . Величина угла а определяется следующим соотношением: arctg I/ D-2h a arctg ;rD/rvsln/3 -l)/h где I - расстояние между лопастями, h - ширина лопасти, D - наружный диаметр шнека, п - число лопастей , угол наклона лопасти. 3 ил.

СОЮЗ СОВГ ГСКИХ

СОЦИАЛИСти ВСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (111 (s1>s В 01 D 45/12

ГОСУДАР CT В Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804230/26 (22) 05.01.90 (46) 15.11.92. Бюл. М 42 (75) С.В. Шевляков, В.Н, Жиляев, M.Н. Вережной, Н.К, Тюрин, И.С. Кемель, В.В. Улиэько и Т.Г. Евсикова (56) Авторское свидетельство СССР

% 396117, кл. В 01 D 45/12, i 971, Авторское свидетельства СССР

М ",001978, кл. В 01 D 45if 12, 1979.

Авторское свидетельс-:. a СССР

М 837369, кл. В 01 0 45/,,, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ

МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к очистке газовых потоков и может быть использовано для сепарации мелкодисперсных частиц жидкости из газовых потоков, движущихся по трубопроводам под действием избыточного давления, Известны устройства для очистки газа, содержащие корпус со шнеком-эавихрителем и патрубком подвода газа, охватывающую выходной торец шнека камеру осаждения со сливным патрубком, патрубок отвода очищенного газа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство, содержащее корпус со шнеком-завихрителем, патрубок подвода газа с саморегулирующимся по давлению входа и выхода клапаном, патрубок отвода очищенного газа, патрубок слива конденсата и охватывающую наружную поверхность шнека пористо-капиллярную втулку. Во всех этих устройствах каналы шнеков-завихрителей имеют прямоугольную форму. Это приводит к тому, что при (57) Использование: для сепарации мелкодисперсных частиц жидкости из газовых потоков в трубопроводах; Сущность изобретения: Завихритель выполнен в виде шнека, лобовая поверхность винтовой лопасти ко- торого выполнена с образующей. перпендикулярной к оси шнека, а тыльная поверхность — с образующей, наклонной под углом а к образующей лобовой поверхности. Величина угла а определяется следующим соотношением: arctg I/ 0-2h аа < arctg л О/n sIï j3--t)/h где I — расстояние между лопастями, h — ширина лопасти, 0— наружный диаметр шнека, и — число лопастей, р - угол наклона лопасти. 3 ил.

Ю

I повышенной концентрации жидких частиц в газовом потоке не вся жидкость. попадающая на стенку канала, успевает переместиться на периферию шнека, и часть ее выходит из эавихрителя у внутреннего основания канала, в результате чего вовлекается в центральную часть газового потока и остается в очищенном газе. Таким образом снижается эффективность очистки газа устройством.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа устройством, Указанная цель достигается тем, что тыльная поверхность лопасти шнека-эавихрителя выполнена с образующей, наклонной под. углом а к образующей лобовой поверхности, а угол с определен соотно. шением л 0.,п

arctg 0 2 - a arctg где! — расстояние между лопастями;

h — ширина лопасти;

1775140

0 — наружный диаметр шнека;

n — число лопастей;. , — угол наклона лопасти.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — развертка поверхности шнека-завихрителя; на фиг, 3— сечение А-А развертка фиг. 2.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1 со шнеком-завихрителем 2, патрубок подвода газа 3, охватывающую выходной торец шнека камеру осаждения 4 со сливным патрубком 5 и патрубок отвода очищенного газа б. Каналы шнека-завихрителя 2, с целью устранения отрицательного влияния корйолисовой силы выполнены в сечении в форме прямоугольной трапеции (см, фиг. 3). Форма сечения канала выбрана иэ следующих соображений. При движении газового потока по каналу на частицы жидкости, находящиеся в нем и перемещающиеся к периферии шнека, действуют центробежная Ецв и кориолисова F» силы.

Под действием этих сил частицы жидкости перемещаются к периферии и к боковой стенке канала, противоположной направлению навивки шнека, при этом другая боковая стенка с частицами не взаимодействует и, следовательно, не влияет на траектории .их движения, т,е. и на процесс сепарации. Поэтому из конструктивных соображений с целью уменьшения габаритов шнека путем уменьшения расстояния между каналами отенку, не взаимодействующую с частица.ми, целесообразно выполнять нормальной к основанию канала (см. фиг, 3). Так как частицы жидкости у стенки, противоположной направлению навивки шнека, могут перемещаться только вдоль по ее поверхности то, как уже указывалось ранее в описании прототипа, воздействие кориолисовой силы . Г» на движение частиц у стенки определяется величиной и направлением проекции F»» этой силы на поверхность стенки. В свою очередь величина и направление этой проекции зависит от угла наклона стенки (см, фиг. 1).

При а =aiп = arctg 2, где I— расстояние между лопастями, 0 — наружный диаметр шнека, h — ширина лопасти, величина проекции F»x равна О, т.е, сила

Кориолиса на движение частиц m у стенки, а следовательно и на сепарацию не влияет.

При а < съь проекция F»» ФО и направлена к основанию канала, т.е. сила Кориоли- . са стремится переместить частицы m к дну канала, отрицательно воздействуя на процесс сепарации, шая его эффективность, 25

35

40 значительно повысится, т.е. повысится эффективность очистки, При выходе в камеру осаждения 4 частицы жидкости с периферии

-0 шнека поддействием центробежных сил отбрасываются на стенки камеры и удаляются через сливной патрубок 5, Центральная очищенная часть газового вихря поступает s выходной патрубок б.

При Q >%п д проекция Г»»ФО и направлена к периферии, т.е. стремится переместить частицы m к периферии шнека, способствуя процессу сепарации и повыТаким образом, чем больше угол а, что выше эффективность сепарации, однако его величина ограничивается конструктивными соображениями и в пределе не может пре,тг О/n sIn — I вышать величины arctg, где

0 — наружный диаметр шнека, n — число лопастей, h — ширина лопасти, I — расстояние между лопастями, P — угол наклона лопасти, так как дальнейшее увеличение углаа приведет к слиянию каналов, Исходя из вышеизложенного выбор а наклона боковой стенки канала, противоположной направлению навивки шнека, определяется соотношением агс1я S» Q агсщ

Устройство работает следующим образом.

Во входной патрубок 3 подается под давлением влажный газ, содержащий капельную жидкость. Двигаясь далее по каналам шнека-завихрителя 2 газ совершает сложное движение по винтовой линии. При этом частицы жидкости, находящиеся в газовом потоке, под действием центробежных сил перемещаются на периферию шнека, кроме того, за счет выполнения тыльной поверхности лопастей шнека-завихрителя с образующей, наклонной под углом а к образующей лобовой поверхности, на частицы дополнительно воздействует, перемещая их к периферии, составляющая силы

Кориолиса Р»», что значительно повышает скорость оттока жидкости по стенке канала к внешнему диаметру шнека. Поэтому концентрация жидкости частиц в газовом потоке, при которой не вся жидкость будет успевать перемещаться к периферии шнека, Таким образом выполнение шнека-завихрителя согласно изобретению позволит существенно повысить эффективность очистки газа от мелкодисперсных примесей, 1775140

Формула изобретения устройство для очистки газа от мелкодисперсных частиц жидкости, содержащее корпус со шнеком-завихрителем с винтовой лопастью, лобовая поверхность лопасти которого выполнена с образующей, перпендикулярной к оси шнека, патрубок подвода газа, охватывающую выходной торец шнека камеру осаждения со сливным патрубком и патрубок отвода очищенного газа, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки, тыльная поверхность лопасти шнека выполнена с образующей. наклонной под углом а к образующей лобовой поверхности, а угол а определен соотношением п

à ctg „5аSагсщ где 1 — расстояние между лопастями;

h — ширина лопасти;

10 0 — наружный диаметр шнека;

n — число лопастей;

/3 — угол наклона лопасти.

1775140

Составитель M. Бережной

Техред М.Моргентал Корректор Л. Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4006 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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