Центробежный сепаратор для разделения несмешивающихся жидкостей с различной плотностью



Центробежный сепаратор для разделения несмешивающихся жидкостей с различной плотностью
Центробежный сепаратор для разделения несмешивающихся жидкостей с различной плотностью
Центробежный сепаратор для разделения несмешивающихся жидкостей с различной плотностью

 


Владельцы патента RU 2456085:

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО Научно Техническая Компания "МОДУЛЬНЕФТЕГАЗКОМПЛЕКТ" (RU)

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для сепарации нефти и воды. Центробежный сепаратор для разделения несмешивающихся жидкостей с различной плотностью с использованием кинетической энергии перекачиваемого продукта содержит входной патрубок, неподвижный корпус, устройство закручивания потока смеси жидкостей, механический разделитель потока и выгружающий аппарат с непрерывной выгрузкой. Входной патрубок присоединен к сепаратору по касательной к корпусу устройства закручивания потока, выполненного в виде плоской архимедовой спирали, направляющей движение потока от периферии к центру. Разделитель потока выполнен в виде неподвижной перегородки, снабженной поворотной лопастью с возможностью поворота ее сервоприводом, соединенным с системой управления. Вход системы управления соединен с датчиком положения линии раздела жидкостей. При этом датчик выполнен в виде контактной гребенки, между соседними зубцами которой включены резисторы одинакового номинала, а определение положения линии раздела жидкостей производится по формуле: , где L - расстояние до границы раздела жидкостей со стороны нефти, мм; Rгр - измеренное сопротивление гребенки, кОм; Rр - сопротивление одного резистора, кОм; l - расстояние между зубцами гребенки, мм. Техническим результатом является повышение качества разделения смеси жидкостей и упрощение конструкции. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для сепарации нефти и воды.

Известен центробежный сепаратор для разделения разноплотных фракций текучих сред, включающий кожух, установленный на валу барабан, состоящий из основания и крышки, образующих на периферии шламовое пространство, разделенное по периметру барабана перегородкой на две кольцевые зоны, размещенный в барабане вставкодержатель с пакетом вставок, сопла для выгрузки разделенных тяжелых фракций и средство для отвода легкой фракции (заявка на изобретение №98105599, МПК В04В 1/08, В04В 11/02, опубл. 20.03.2000. БИ №9).

Недостатком известного устройства является конструктивная сложность и ограниченная производительность.

Известен центробежный сепаратор для разделения несмешивающихся жидкостей с использованием кинетической энергии перекачиваемого продукта. Сепаратор содержит входной патрубок с направляющим аппаратом, неподвижный корпус, устройство закручивания потока смеси жидкостей (закручивающий аппарат с лопатками и турбиной), механический разделитель (направляющие - ловушки, направленные в приемник-накопитель), выгружающий аппарат с непрерывной выгрузкой (заслонки приемника-накопителя) [Патент на полезную модель №63242, МПК B01D 21/26, опубл. 27.05.2007, БИ №14].

Недостатком данного устройства, выбранного в качестве прототипа, является сложность конструктивного исполнения и недостаточно высокое качество разделения исходного продукта, обусловленное невысоким значением центробежной силы закрученного потока.

Технический результат - упрощение конструкции сепаратора и повышение качества разделения смеси жидкостей.

Технический результат достигается тем, что в центробежном сепараторе для разделения несмешивающихся жидкостей с различной плотностью с использованием кинетической энергии перекачиваемого продукта, содержащем входной патрубок, устройство закручивания потока смеси жидкостей, механический разделитель и выгружающий аппарат с непрерывной выгрузкой, входной патрубок присоединен к сепаратору по касательной к корпусу устройства закручивания потока, выполненного в виде плоской архимедовой спирали, направляющей движение потока от периферии к центру, а разделитель потоков выполнен в виде неподвижной перегородки, снабженной поворотной лопастью с возможностью поворота ее сервоприводом, соединенным с системой управления, вход которой соединен с датчиком положения линии раздела жидкостей, при этом датчик положения линии раздела жидкостей выполнен в виде контактной гребенки, между соседними зубцами которой включены резисторы одинакового номинала, а определение положения линии раздела жидкостей производится по формуле:

где L - расстояние до границы раздела жидкостей со стороны нефти, мм;

Rгр - измеренное сопротивление гребенки, кОм;

Rр - сопротивление одного резистора, кОм;

l - расстояние между зубцами гребенки, мм.

На фиг.1 изображен общий вид сепаратора.

На фиг.2 представлена схема устройства сепаратора и движения потока смеси жидкостей.

На фиг.3 показана схема устройства датчика границы раздела жидкостей.

Объект - устройство сепарации несмешивающихся жидкостей с различной плотностью (фиг.1) содержит входной патрубок 1, присоединенный к спирали 2, в центре которой размещены труба для вывода нефти 3 и труба для вывода воды 4. Сепаратор снабжен сервоприводом 5. Между трубами 3 и 4 размещена разделительная перегородка 6 (фиг.2). Поперек потока жидкости установлен датчик положения границы раздела жидкостей 7, соединенный с входом системы управления 8, выполненного в виде, например, контроллера. Выходной вал сервопривода 5 соединен с поворотным валом 9, к которому прикреплена подвижная лопасть 10. Датчик 7 содержит гребенку электродов 11 и резисторы 12 (фиг.3).

Сепаратор работает следующим образом.

В патрубок 1 направляют поток смеси жидкостей, обладающий собственной кинетической энергией. Поток, двигаясь по каналу 2, имеющему форму плоской архимедовой спирали, подвергается воздействию центробежной силы, причем, чем ближе жидкость подходит к центру, тем большая величина центробежной силы на нее действует (фиг.2). Поскольку в потоке движутся жидкости с разной плотностью, например нефть и вода, центробежная сила действует на них по-разному. Вода, как более плотная жидкость, движется вдоль внешней стенки канала, а нефть вытесняется к внутренней стенке. При подходе к разделительной перегородке 6 жидкость представляет собой два сформированных слоя - нефти и воды.

Датчик положения границы раздела жидкостей 7 выполнен в виде гребенки электродов 11 (фиг.3), размещенных в изолирующем корпусе, например пластмассовом. Электроды, расположенные в одну линию с постоянным шагом, например, l=3 мм, соединены в электрическую схему в виде линейки резисторов 12 одинакового номинала. Величина сопротивления резисторов подбирается из условия Rр»Rв, где Rр - величина сопротивления резистора, Rв - величина сопротивления минерализованной воды. Например, на расстоянии между электродами 3 мм сопротивление воды не превышает 10 Ом. Выбираем Rр=1 кОм. Установленная поперек потока гребенки электродов 11 имеет общее сопротивление R=Rр·n, где n - количество электродов, например 100, т.е. общее сопротивление всей гребенки будет 100 кОм. При взаимодействии с потоком, содержащим слой минерализованной воды и слой нефти, часть электродов гребенки 11 замыкается водой, а та часть электродов, которая омывается потоком нефти, не изменяет своего сопротивления. По изменению общего сопротивления можно судить о ширине потоков нефти и воды. Например, измеренная величина сопротивления гребенки Rгр=21,4 кОм. Исходя из этого, а также учитывая геометрические параметры гребенки (расстояния между электродами 3 мм, длина гребенки 300 мм), можно определить положение границы раздела нефти и воды L по формуле, предварительно округлив полученную величину сопротивления до целого значения:

Ошибка определения положения границы раздела жидкостей - нефти и воды - составляет не более 0,5 l, т.е. не превышает 1,5 мм, относительная приведенная погрешность не более 0,5%.

Информация о положении границы раздела жидкостей поступает на вход системы управления 8, выход которой соединен с сервоприводом 5. Сервопривод 5 через поворотный вал 9 поворачивает лопасть 10 так, что ее острие устанавливается по границе раздела жидкостей, при этом нефть будет удаляться через трубу 3, а вода - через трубу 4.

Из приведенного примера видно, что использование архимедовой спирали с потоком жидкости, движущимся от периферии к центру, позволяет увеличить значение центробежной силы за счет уменьшения радиуса спирали у центра, что приводит к увеличению производительности сепаратора. Упрощение конструкции сепаратора обеспечивается за счет исключения вращающихся частей и использованием меньшего количества деталей и узлов, что позволяет уменьшить затраты на ее изготовление и повысить надежность функционирования. Использование предлагаемого сепаратора обеспечивает также высокое качество разделения смеси, практически полностью устраняющее попадание воды в нефть за счет увеличения центробежных сил, усиливающихся при движении смеси к центру.

Предлагаемая конструкция находит промышленное применение для подготовки товарной нефти на нефтепромыслах.

Центробежный сепаратор для разделения несмешивающихся жидкостей с различной плотностью с использованием кинетической энергии перекачиваемого продукта, содержащий входной патрубок, неподвижный корпус, устройство закручивания потока смеси жидкостей, механический разделитель потока и выгружающий аппарат с непрерывной выгрузкой, отличающийся тем, что входной патрубок присоединен к сепаратору по касательной к корпусу устройства закручивания потока, выполненного в виде плоской архимедовой спирали, направляющей движение потока от периферии к центру, разделитель потока выполнен в виде неподвижной перегородки, снабженной поворотной лопастью с возможностью поворота ее сервоприводом, соединенным с системой управления, вход которой соединен с датчиком положения линии раздела жидкостей, при этом датчик выполнен в виде контактной гребенки, между соседними зубцами которой включены резисторы одинакового номинала, а определение положения линии раздела жидкостей производится по формуле:

где L - расстояние до границы раздела жидкостей со стороны нефти, мм;
Rгр - измеренное сопротивление гребенки, кОм;
Rр - сопротивление одного резистора, кОм;
l - расстояние между зубцами гребенки, мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в угольной, горнорудной и химической промышленности для обезвоживания тонкоизмельченных материалов.

Изобретение относится к роторному узлу для центробежного сепаратора. .

Изобретение относится к оборудованию для разделения неоднородных жидких сред и предназначено для бытовых молочных сепараторов-сливкоотделителей, серийно выпускаемых ОАО «Пензмаш», г.

Изобретение относится к области химической промышленности. .

Изобретение относится к центробежным устройствам для разделения неоднородных сред и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к химической промышленности и касается установки для термоударной обработки сыпучих материалов, содержащей емкость для исходного материала, нагреватели и привод вращения, при этом она включает вертикальный вал с закрепленной на нем тарелью, установленный в корпусе, регулятор расхода материала, установленный в нижней части емкости для исходного материала, при этом привод вращает вал, имеется система охлаждения-закалки продуктов термоударной обработки, а рабочая поверхность тарели выполнена конической или с кривизной, обеспечивающей расширение кверху.

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидкости и может быть использовано в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к оборудованию для разделения высокодисперсных жидкостей и может быть использовано в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к разделению масловодной смеси на фазу, обогащенную маслом, и фазу, обогащенную водой, с использованием линейно скомпонованного разделительного устройства.

Изобретение относится к способам и устройствам для разделения продукции нефтяных скважин на фракции: нефть, эмульсию, воду и газ. .

Изобретение относится к оборудованию для разделения неоднородных жидких сред и предназначено для бытовых молочных сепараторов-сливкоотделителей, серийно выпускаемых ОАО «Пензмаш», г.

Изобретение относится к разделению текучей среды в жидком состоянии, и может использоваться, в частности, для разделения углеводородов и воды. .

Изобретение относится к оборудованию для химической промышленности и может быть использовано для распределения молекулярных фракций в смесях высокомолекулярных соединений и их гомогенизации.

Изобретение относится к устройствам для очистки жидких сред от более плотной дисперсной фазы и может быть использовано в машиностроении в системах очистки масла, нефти и тяжелого топлива транспортных двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к очистке жидкости и может использоваться в системах очистки промышленных и бытовых сточных вод, гальванических растворов, обезвоживания нефти, очистки масел, жидкого газа, бишофита.

Изобретение относится к способам очистки углеводородных смесей и может быть использовано при добыче, подготовке и переработки углеводородного сырья. .

Изобретение относится к способам разделения жидкостных смесей, содержащих нефтепродукты и другие органические соединения, воду, газообразные включения, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности в системах сбора, подготовки и переработки углеводородного сырья, для очистки сточных вод, масел и т.д.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для деэмульсации при подготовке товарной нефти
Наверх