Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа

Авторы патента:

Серга Георгий Васильевич (RU)

Гостев Максим Евгеньевич (RU)

Таратута Виктор Дмитриевич (RU)

B01D46/18 - сепараторы для отделения твердых частиц, например пылеотделители с фильтровальными лентами

B01D45/12 - с использованием центробежных сил (центрифуги B04B; циклоны B04C)

Владельцы патента RU 2506982:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационно-инерционных или центробежных сил, создаваемых поворотом потока направления газового потока или пара, и может быть использовано в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отрослях промышленности. Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа содержит снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости. Корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения. Корпус изготовлен, по меньшей мере, из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы. Полоса согнута по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы в виде прямоугольника, квадрата, равнобоких или разносторонних трапеций. Карманы по периметру корпуса могут быть различными по размерам. Расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника. По всей длине корпуса смонтирована пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Техническим результатом является повышение эффективности отделения дисперсных частиц от газа. 7 ил.

Известен прямоточный спиральный сепаратор (а.с. СССР №1431811, кл. B01D 45/12), содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным отверстиями, шнековую насадку, расположенную па валу и касающуюся стенок корпуса, отверстия для отвода жидкости, выполненные в виде щели.

Недостатком известной конструкции является недостаточная эффективность, высокое гидравлическое сопротивление и ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является прямоточный спиральный сепаратор (патент РФ №2264843, кл. B01D 45/12), содержащий снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность, ограниченные технологические возможности.

Техническим результатом является расширение технологических возможностей, повышение эффективности отделения дисперсных частиц от газа.

Поставленная задача достигается тем, что в прямоточном винтовом сепараторе для отделения дисперсных частиц от газа, содержащем снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости, корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения и изготовлен, по меньшей мере, из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы, в виде прямоугольника, квадрата, равнобоких или разносторонних трапеций, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, причем расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, при этом по всей длине корпуса смонтирована пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции прямоточного винтового сепаратора для отделения дисперсных частиц от газа.

Новизна состоит в том, что корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения и изготовлен, по меньшей мере, из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна состоит также в том, что по периметру корпуса выполнены винтовех поверхности в виде карманов многоугольной формы, в виде прямоугольника, квадрата, трапеций равнобоких или разносторонних трапеций, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, причем расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, что способствует интенсификации процесса отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря ломанным внутренним винтовым карманам многоугольной формы векторы скорости движения дисперсных частиц при движении внутри сепаратора изменяются, что способствует интенсификации процесса отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри корпуса образованы винтовые поверхности в виде ломанных карманов многоугольной формы, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что винтовые поверхности и винтовые канавки многоугольной формы завихряют газовый поток, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что карманы по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и размерам, что расширяет технологические возможности

Новизна заключается также в том, что при одних и тех же диаметрах корпуса, в предлагаемой конструкции корпуса сепаратора длина пути прохождения дисперсных частиц по сравнению с известными конструкциями корпуса значительно больше по периметру, что представляет возможность сократить габариты корпуса сепаратора, как по длине, так и по диаметру, а также способствует интенсификации процесса отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям карманов многоугольной формы, гидравлическое сопротивление движению газа и дисперсными частицам снижается, это способствует увеличению скорости их движения, улучшает кавитационные характеристики сепаратора, расширяет технологические возможности, повышает эффективность отделения дисперсных частиц от газа.

Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен из одной свернутой в цилиндрические витки полосы одинаковой ширины, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что корпус смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы, что расширяет технологичесие возможности

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине корпуса смонтировна пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение дисперсных частиц в радиальном направлении, но и способствует интенсификации отделения этих частиц от газа за счет того, что частицы дисперсных материалов совершающих циркуляционное движение внутри корпуса в плоскостях перпендикулярных оси симметрии корпуса встречаясь с витками прямоугольной формы выпуклой пружины изменяют траекторию своего движения и перемещаются к переферии корпуса, увеличивают интенсивность отделения дисперсных частиц, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что, смонтированная по всей длине корпуса пружина выпуклой формы с витками прямоугольной формы, снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения дисперсных частиц при изменении скорости движения газа и напора, расширяет технологические возможность.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям карманов многоугольной формы векторы скорости движения газа и дисперсных частиц от входного до выходного отверстия изменяются, что способствует интенсификации отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри винтового корпуса со сложной внутренней поверхностью, в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах корпуса в предлагаемой конструкции длина пути прохождения дисперсных частиц с газом по сравнению с известными конструкциями корпуса больше, что представляет возможность сократить габариты корпуса сепаратора, как по длине, так и по диаметру.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - корпус, вид сбоку: на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий; фиг.6 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов многоугольной формы; фиг.7- аксонометрическая проекция полосы с карманами многоульной формы, свернутой в цилиндрический виток.

Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа (фиг.1, фиг.2) содержит многозаходный винтовой пустотелый корпус 1 с входным и выходным отверстиями и с фланцами 2 и 3 для крепления его к подводящему трубопроводу, в которых выполнены отверстия 4 (фиг.2) для соединительных болтов. В нижней части корпуса 1 имеются отверстия для отвода жидкости в виде щелей 5. В той же части корпуса к нему прикреплен сборник 6 с отверстием 7. Для обеспечения дополнительного продольного и радиального перемещения дисперсных частиц внутри корпуса 1 и интенсификации отделения их от газавнутри корпуса 1 смонтировна пружина выпуклой формы 8 с прямоугольным сечением витков и направлением витков, которые могут совпадать или быть противоположными направлением винтовых канавок внутри корпуса 1. Пружина 8 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков пружины 8 может производиться в процессе отделения дисперсных частиц от газа.

Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) изготовлен из одной полосы 9, свернутой в цилиндрические витки (фиг.7), соединенной по продольным кромкам 10 (показаны на фиг.3 штрих пунктирной линией) известными методами, например, сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностей винтовых линий по периметру и винтовых канавок внутри корпуса 1 в виде прямоугольника или квадрата или равнобоких или разносторонних трапеций, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, под углом не менее 45° к оси вращения (на фиг.3 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 11-12-13-14-15-16-17 и винтовых поверхностей (фиг.4) многоугольной формы в виде карманов наружной поверхности, например на фиг.4 прямоугольной формы 18, 19, 20, 21, 22, 23 и карманов прямоугольной формы внутренней поверхности 24, 25, 26, 27, 28, 29.

Полоса 9 (фиг 5, фиг 6) согнута по линиям сгиба 30 под одинаковыми углами α к продольным кромкам 10 полосы 9, размещенных на расстояниях равных длине элементов многоугольника карманов, например, для кармана 19 на расстояниях L₁ L₂ L₃. Полоса 9 после сгиба по прямым линиям (фиг.5, фиг.6) свернута в цилиндрические витка (фиг.7), соединенными друг с другом по продольным кромкам 10 известными методами, например сваркой в корпус 1.

Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа работает следующим образом.

Содержащие капли жидкости - дисперсные частицы поток газа или пара попадают в корпус 1 сепаратора и вовлекается в винтообразное движение. Под действием центробежных сил дисперсные частицы- капли жидкости достигают криволинейных стенок и винтовых канавок корпуса 1 и выводятся чрез щели 5 в сборник 6, а затем через отверстие 7 выводится за пределы сепаратора. Процесс отделения дисперсных частиц интенсифицируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри корпуса 1 пружины 8 выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, витки которых изменяют направление движение частиц, направляя их в радиальном направлении к стенкам корпуса 1.

Технике- экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц ила, повышение интенсивности их периориентации, повышения интенсивности отделения дисперсных частиц от газа, расширения технологических возможностей.

Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа, содержащий снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения и изготовлен, по меньшей мере, из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы - в виде прямоугольника, квадрата, равнобоких или разносторонних трапеций, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, причем расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, при этом по всей длине корпуса смонтирована пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

Двухрулонный фильтр // 2335333

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться и химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Способ обеспыливания воздуха // 2006259

Изобретение относится к способам для очистки запыленного воздуха путем фильтрования и может быть использовано в любой отрасли промышленности, в частности в технике кондиционирования воздуха помещений, требующих отсутствия болезненной микрофлоры.

Тканевый фильтр // 1375291

Изобретение относится к очистке технологических газов и аспирационного воздуха от пыли и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности, позволяет повысить производительность, срок службы, эксплуатационную надежность и осуществить регенерацию фильтровальной ткани.

Фильтр // 1233916

Фильтр для очистки воздуха // 1122342

Фильтр для очистки воздуха // 899089

Фильтр для очистки воздуха // 622484

Сепаратор винтовой прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа // 2506981

Циклонный сепаратор // 2502564

Изобретение относится к циклонному сепаратору и может быть использовано в машиностроении и, в частности, в технологических процессах, в которых требуется сепарировать из потока газовой или жидкой среды под действием центробежных сил одно вещество, которое имеет более высокую плотность, чем основная средообразующая фракция.

Газоочистной сепаратор // 2501592

Изобретение относится к центробежному сепаратору, предназначенному для очистки газообразной текучей среды. Газоочистной сепаратор для разделения текучей смеси веществ различной плотности, таких как газ и жидкость, содержит кожух, образующий внутреннее пространство, роторный узел, расположенный в указанном внутреннем пространстве и способный вращаться вокруг оси относительно кожуха, и кожуховый элемент.

Прямоточный сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа // 2496553

Изобретение относится к прямоточному сепаратору для отделения дисперсных частиц от газа, содержащему снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости.

Способ осушки и очистки природного газа с последующим сжижением и устройство для его осуществления // 2496068

Группа изобретений относится к криогенной технике и технологии, а именно к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, и других низкомолекулярных газов, получаемых на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях.

Газоочистной сепаратор // 2495704

Изобретение относится к сепаратору, предназначенному для очистки газообразной текучей среды. Способ сборки газоочистного сепаратора и сепаратор, собранный данным способом для разделения текучей смеси веществ различной плотности, таких как газ и жидкость, причем сепаратор содержит: кожух, содержащий первую и вторую отдельные части, причем первая часть кожуха имеет установочную поверхность, на которой устанавливается базовая поверхность второй части кожуха так, чтобы образовать внутреннее пространство кожуха и роторный узел, расположенный в указанном внутреннем пространстве и способный вращаться вокруг оси первой части кожуха относительно кожуха, причем роторный узел содержит вращающийся вал, установленный с возможностью вращения в первой части кожуха с помощью подшипникового узла и установленный с возможностью вращения во второй части кожуха, при этом способ сборки указанного сепаратора содержит этапы, на которых: устанавливают с возможностью вращения вращающийся вал во второй части кожуха в заданном положении относительно указанной базовой поверхности, причем указанное заданное положение совпадает с указанной осью, когда базовая поверхность второй части кожуха совмещается с установочной поверхностью первой части кожуха, располагают подшипниковый узел в зажимное приспособление, причем зажимное приспособление содержит базовую поверхность для совмещения с установочной поверхностью первой части кожуха, и средство приема указанного подшипникового узла в положение относительно базовой поверхности зажимного приспособления так, что подшипниковый узел принимается зажимным приспособлением в положении относительно базовой поверхности зажимного приспособления, которое совпадает с указанной осью, когда базовая поверхность зажимного приспособления совмещается с указанной установочной поверхностью первой части кожуха, совмещают базовую поверхность зажимного приспособления с указанной установочной поверхностью первой части кожуха и закрепляют подшипниковый узел на первой части кожуха.

Способ очистки газов и пылеулавливающая установка для его осуществления // 2492913

Изобретение относится к технологии очистки газовоздушной смеси в отраслях промышленности, производящих выброс газов во внешнюю среду. При осуществлении способа поток очищаемой газовоздушной смеси подают в трубчатый корпус рабочей зоны первой ступени очистки, закручивают завихрителем и направляют по винтовой линии вдоль корпуса рабочей зоны, после чего поток направляют на вторую ступень очистки.

Влагомаслоотделитель // 2489195

Изобретение относится к области отделения дисперсных частиц от газов и может быть использовано в машиностроительной, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Вихревой пылеуловитель // 2489194

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от пыли и может быть использовано в энергетической, химической, текстильной, строительной, металлургической, горнодобывающей, пищевой и других отраслях промышленности.

Способ очистки газообразных веществ, газа и воздуха от механических примесей, конденсата и воды и устройство для его реализации // 2484881

Сепаратор прямоточный // 2506983

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационно-инерционных или центробежных сил и может быть использовано в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа содержит снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости. Корпус изготовлен многозаходным винтовым пустотелым и выполнен из трех и более полос выпуклой криволинейной формы переменной ширины. Полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении на бочкообразной оправке с образованием по периметру корпуса винтовых линий под углом 30°-75° и винтовых поверхностей выпуклой формы относительно оси симметрии корпуса с центрами кривизны внутри корпуса, а также напусков внутри корпуса в виде винтовых лопастей по всей длине корпуса. По всей длине корпуса смонтирована цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Техническим результатом является повышение эффективности отделения дисперсных частиц от газа. 8 ил.

Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа // 2508152

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационно-инерционных или центробежных сил, создаваемых поворотом потока направления газового потока или пара, и может быть использовано в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа содержит снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости. Корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения корпуса в виде карманов окружностью радиусом R с центрами кривизны карманов, расположенными внутри поперечного сечения корпуса. Корпус смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины. Полоса согнута по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов окружностью радиуса R. Карманы по периметру корпуса могут быть различными по размерам. При этом расстояние между линиями сгиба равно не менее π R. По всей длине корпуса смонтирована коническая пружина с прямоугольным сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Техническим результатом является повышение эффективности отделения дисперсных частиц от газа. 7 ил.

Способ повышения съема пленки жидкости в газопроводе // 2508153

Изобретение относится к области очистки газа от жидкости и механических примесей на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использовано при внутрипромысловом сборе газа и при подготовке его к магистральному транспорту. Технический результат состоит в повышении съема пленки жидкости с внутренней поверхности газопровода посредством формирования в его стенках сдвиговых акустических колебаний. Способ повышения съема пленки жидкости в газопроводе включает формирование в стенках газопровода импульсных акустических колебаний определенной длительности и частоты, обуславливающих возникновение в стенках трубы газопровода деформаций, направленных перпендикулярно распространению акустических колебаний, и образование сдвиговых волн, уменьшающих адгезию пленки жидкости на внутренней поверхности трубы газопровода.