Разделитель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 D 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

О

О 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866519/26 (22) 17,09.90 (46) 30,01.93. Бюл. N 4 (71) Институт проблем механики АН СССР (72) Ю.В.Мартынов, В.А.Барсуков, В,Г.Пак, А.А.Красников и П.П.Юсупов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1412987, кл. В 01 0 17/04, 1989. (54) РАЗДЕЛИТЕЛЬ (57) Сущность изобретения: изобретение относится к области сепарации. Разделитель.. Ы, 1790971 А1 содержит корпус с патрубками ввода и вывода сред, трубопровод, с нижним срезом которого совмещен распределитель. Распределитель выполнен из набора кольцевых двухгранных углов и конуса, установленных один наддругим и обращенных вершинами вниз, снабженных кольцевыми пластинами, прикрепленными к срезу внешних сторон кольцевых двухгранных углов и конуса. Радиус среза внутренних сторон кольцевых двухгранных углов уменьшается сверху

1790971

25

35 фаз вниз, а вершины соединены с нижерасположенными двухтраййыми углами и конусом отводными трубками, вершина конуса соединена с нижней областью корпуса межфазной трубкой. Разделитель снабжен " гидроцилиндром, с верхним сливным патрубком которого соединен патрубок ввода и трубопровод, нижний срез которого расположен выше уровня раздела фаэ,. Нижний сливной патрубок соединен с дополнительным трубопроводом, нижний срез которого расположен ниже уровня раздела фаз и снабжен распределителем, выполненным в виде набора кольцевых элементов, расположенных один над другим и состоящих из соединенных между собой кольцевых пла1

Изобретение относится к сепарации.

Известен разделитель, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода сред.

Недостатком данного разделителя является невысокая степень разделения фаз (то есть в тяжелой фазе велика доля легкой, а в легкой, наоборот, — тяжелой) из-за интенсивного передвижения сред.

Известен другой разделитель, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода сред, С патрубками ввода соединен трубопровод с распределительным устройством.

Недостатком указанного разделителя я вЛяется недостаточно высокая степень разделения сред из-за наличия процессов перемешивания, вызванных нисходящим движением тяжелой фазы и восходящим движением легкой фазы, Целью изобретения является снижение доли примесей в продуктах.

Поставленная цель достигается тем; что

s разделителе, содержащем корпус с натрубками ввода и вывода сред, трубопровод, с нижним срезом которого совмещен распределитель, согласно изобретению, введены новые элементы. а именно:.распределитель выполнен иэ набора кольцевых двухгранных углов и конуса; установленных с зазором один над другим и обращенных вершинами вниз и снабженных кольцевыми пластинами, прикрепленными к срезу внешних сторон кольцевых двухгранных углов и конуса, при этом радиус среза внутренних сторон кольцевых двухгранных углов уменьшается сверху вниз, а вершины кольцевых двухгранных углов соединены с нижерасположенными областями двухгранных углов и конусом отводными трубками; вершина конуса соестин и кольцевых двухгранных углов. Внутренние радиусы кольцевых элементов уменьшаются сверху вниз, а вершины двухгранных углов ориентированы вверх и соединены с вышерасположенными двухгранными углами. отводными каналами.

Вершина верхнего двухгранного угла соединена с верхней частью корпуса с помощью межфазной трубки, верхний срез которой совмещен по высоте с распределителем, установленным выше уровня раздела фаз, и ориентирован от не, го, а нижний срез соединенной с конусом межфазной трубки совмещен по высоте с распределителем, расположенным ниже уровня раздела фаз, и ориентирован от него. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. динена с нижней областью корпуса межфазной трубкой. Кроме того, разделитель снабжен гидроциклоном, с верхним сливным патрубком которого соединен патрубок ввода и трубопровод, нижний срез которого расположен выше уровня раздела фаз, а нижний сливной патрубок соединен с дополнительным трубопроводом, нижний срез которого расположен ниже. уровня раздела фаз

10 и снабжен распределителем, выполненным в виде набора кольцевых элементов, расположенных один над другим и состоящих из чередующихся кольцевых пластин и кольцевых двухгранных углов, при этом внутренние ра15 диусы кольцевых элементов уменьшаются сверху вниз, а вершины двухгранных углов ориентированы вверх и соединены с вышерасположенными двухгранными углами отводными каналами, вершина верхнего двухгранного угла соединена с верхней областью корпуса с помощью межфазной трубки, верхний срез которой совмещен IlO высоте с распределителем, установленным выше уровня раздела фаз, и ориентирован от него, а нижний срез межфазной трубки, соединенной с конусом. совмещен по высоте с распределителем, расположенным ниже уровня раздела фаэ, и ориентирован от него, На фиг,1 представлен общий вид раэделителя, разрез; на фиг.2 — расйределитель и в разрезе с указанием потоков жидкости; на фиг.3 — общий вид разделителя с гидроциклоном; на фиг.4- вид распределителя в разрезе. установленного ниже уровня раздела

Разделитель содержит корпус 1 с патрубком ввода среды 2 и патрубком вывода легкой фазы 3 и тяжелой фазы 4, С патруб1790971 ком 2 соединен трубопровод 5, к нижнему срезу которого прикреплен распределитель

6, с которым соединена межфазная трубка 7.

Распределитель 6 состоит из кольцевых двухгранных углов 8 и конуса 9, установленных один над другим с зазором, обращенных вершинами вниз. К срезу внешней относительно общей оси кольцевых двухгранных углов 8 и конуса 9 стороны прикреплены кольцевые пластины, а радиусы внутренних сторон уменьшаются сверху вниз. Вершины двухгранных углов 8 соединены отводными трубками 11 с нижерасположенными кольцевыми двухгранными углами 8 или конусом 9. К вершине конуса 9 прикреплена межфазная трубка 7. С корпусом 1 соединен гидроциклон 12, содержащий входной тангенциальный патрубок 13, нижний 14 и верхний 15 сливные патрубки, С нижним сливным патрубком 14 соединен дополнительный трубопровод 16, нижний срез которого находится ниже уровня раздела фаз. К нижнему срезу трубопровода 16 прикреплен дополнительный распределитель 17, состоящий из набора кольцевых элементов 18, представляющих собой последовательно соединенные кольцевую пластину 19 и кольцевой двухгранный угол 20, Элементы 18 размещены по высоте один над другим с зазором, при этом двухгранные углы 20 расположены на периферии удаление их от оси симметрии возрастает сверху вниз, а внутренние радиусы кольцевых пластин уменьшаются сверху вниз. Вершины кольцевых двухгранных углов Ориентированы вверх и соединены отводными каналами 21 с областью двухгранного yrn;), расположенного выше, С вершиной кольцевого двухгранного угла

20 верхнего элемента 18 соединены допол. нительные межфазные трубки 22, верхний срез 23 которых совмещен по высоте с распределителем 6 и ориентирован по радиусу от него. Патрубок 2 соединен трубопроводом 24 с верхним сливным патрубком 15 гидроциклона 12. а нижний срез трубопровода 5 расположен выше уровня раздела фаз. Нижний срез 25 межфазной трубки 7 совмещен по высоте с распределителем 17, ориентирован по радиусу от распределителя 17. Кольцевые двухгранные углы имеют внешний срез 26. Двухгранные углы распределителя имеют вершины 27. Вершины двухгранных углов дополнительного распределителя имеют вершины 28.

Разделитель работает следующим образом.

Пример 1, Среда через патрубок 2 и трубопровод 5 поступает в распределитель

6, в котором поток делится на несколько легкую и более тяжелую. Более легкая фаза

40 через сливной патрубок 15, трубопровод 24, 45

10 !

35 осесимметричных плоских потоков, при этом поток разворачивается. Более тяжелая составляющая среды при развороте описывает траекторию большего радиуса, чем менее тяжелая фаза, и попадает в область кольцевых двухгранных углов 8 и конуса 9, из которой фаза уже не может выйти, так как препятствуют кольцевые пластины О. Кольцевые пластины 10 выполняют две функции: выполняют роль перегородок и разделителя потоков на тяжелую и легкую фазу. Тяжелая фаза отводится по отводным каналам 11 в конус 9, а оттуда по межфазной трубке 7 в нижнюю часть корпуса 1, а легкая фаза выходит из распределителя 6 в виде осесимметричной струи, при этом удается резко сократить интенсивность восходящих и нисходящих потоков, то есть резко сократить интенсивность процессов перемешивания, Разбивка потока на ряд тонких слоев жидкости в распределителе повышает эффективность расслоения фаз, так как для разделения каплям достаточно пройти небольшой путь. В данном аппарате удается максимальным образом использовать высоту столба жидкости в трубопроводах между аппаратами и в самом разделителе, на нижнем срезе трубопровода 5 вся потенциальная энергия переходит s кинетическую и, следовательно, эффект разделения максимальный, Легкая фаза удалятся из корпуса через патрубок 3, а тяжелая — через патрубок 4.

-Пример 2. Разделитель работает так же, как описано в примере 1, только среда поступает сначала через тангенциальный патрубок 13 в гидроциклон 12, где происходит центробежное расслоение фаэ на более патрубок 2 и трубопровод 5 поступает в распределитель 6, где за счет инерционных эффектов происходит разделение фаз, как это описано в примере 1, При этом легкая фаза в виде осесимметричной струи выходит из рàcïðåäåëèòåëë 6, а отсепарированная тяжелая фаза через межфазную трубку 7 подается в нижнюю часть аппарата.

Более тяжелая жидкость поступает в патрубок 14, а из него по трубопроводу 16 в распределитель 17 далее поток разворачивается и проходит между кольцевыми элементами 18. Более тяжелые компоненты концентрируются в нижней части зазора между элементами 18, а более легкие в верхней части зазора. Далее легкая фаза поступает B область двухгранных углов 20, а оттуда отводится отводными каналами (трубками) 21 в вышенаходящуюся область двухгранных углов 20. Далее легкая фаза

1790971 отводится по межфаэной трубке 22 в верх- делитель, отличающийся тем, что, с нюючасть корпуса 1, Срезы межфазныхтру- целью снижения доли примесей в продукбок 23 находятся в потоке. выходящем из тах, распределитель выполнен в виде конураспределителя 6, и ориентированы от оси са вершиной вниз с присоединенной к распределителя, Врезультате поток,,вышед- 5 вершине межфаэной трубкой, набора кольший из распределителя 6, будет обтекать срез цевых двугранных углов, установленных над

23, создается эжекционный эффект, который конусом с зазором один над другим вершиб б ать подъему легкой фазы нами вниз, кольцевых пластин, прикрепленбудет спосо ствовать п д иэ распределителя 17. Аналогично струя, вы- ных к внешнему срезу двугранных углов и шедшая иэ распределителя 17, будет созда- 10 конуса, при этом радиус среза внутренних вать эжекционный эффект на срезе 25, и тем сторон двугранных угловуменьшается сверсамым ускоряется удаление тя>келой фазы иэ ху вниз, а вершины углов соединены с ниже-. распределителя 6. Легкая фаза выводится иэ лежащим двугранным углом и конусом при корпуса через патрубок 3, а тяжелая — через помощи отводных трубок, патрубок 4, Установка двухгранных углов 20 15 2. Разделитель йо п.1, о т л и ч а ю щ и йв кольцевых элементах 18 сверху вниз на с я тем, что он снабжен гидроциклоном, с б от оси позволяет органи- верхним сливным патрубком которого соеез т бопзовать более плавное расслоение фаз меж- динен патрубок ввода, нижний срез тру опольцевыми элементами 18 (между ровода расположен выше уровня раздела кольцевыми пластинами 19) без интенсив- 20 фаз, а нижний сливнои патрубок гидроц ного перемешиванил, с другой стороны, ни- лона снабжен дополнительным трубопровожерасположенные двухгранные углы дом, нижний срез которого расположен поджимают поток вверх и тем самым орга- ниже уровня раздела фаэ и снабжен дополнизуется плавное удаление легкой фазы.в нительным распределителем, выполненобласти двухгранных углов. 25 ным в виде набора кольцевых элементов, Для определения эффективности дан- расположенных один над другим и coctoÿного разделителя были проведены сравни- щих из соединенных между собой кольце1ельные эксперименты на лабораторных вых пластин и кольцевых двугранных углов, моделях обьемом 0,1 м", В качестве рабочей при этом внутренние радиусы кольцевых жидкости использовалась смесь лактамного 30 элементов уменьшаются сверху вниз, а вермаслассульфатомаммания, Эксперименты шины двугранных углов ориентированы показали, что содержание лактамногo мас- вверх и соединены с вышерасположенными ла в сульфате аммония снизилось на 15- двугранными углами при помощи отводных

20% по сравнению с содер>канием трубок, вершина верхнегодвугранного угла лактамного масла в сульфате аммония по- 35 соединена с верхней зоной корпуса с после разделения в аппарате-прототипе. мощью дополнительной межфазной трубки, верхний срез которой совмещен по высоте

Формула изобретения с основным распределителем ориентирован

1. Разделитель, содержащий корпус с от него, а нижний срез межфазной трубки патрубками ввода и вывода сред, соеди- 40 основного распределителя совмещен-повыненный с патрубком ввода трубопровод, с соте с дополнительным распределителем и нижним среза которого совмещен распре- ориентирован от него, /

1790971

Составитель 10.Мартынов

Техред М.Моргентал Корректор Н.ревская

Редактор З,Ходакова

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

Заказ 110 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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