Центрифуга для очистки газа

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2545559:

Анучин Лев Иванович (RU)

Изобретение относится к центробежным устройствам для очистки газа от капельной жидкости и механических примесей и может найти применение в системах компримирования, очистки и осушки газа. Центрифуга для очистки газа содержит камеру сбора осадка, сообщенный с ней полый кожух с поверхностью осаждения, патрубки входа и выхода газа и размещенные в кожухе неподвижную вертикальную ось, направляющий аппарат с тангенциальными каналами подачи газа и ротор с тангенциальными каналами отвода газа, размещенный на оси посредством подшипниковых опор. Ротор снабжен коаксиальной пористой перегородкой, размещенной между направляющим аппаратом и каналами отвода газа. Направляющий аппарат расположен в верхней части кожуха, а каналы отвода газа размещены в нижней части ротора с обеспечением возможности движения потока газа сверху вниз. При этом каналы подвода газа сообщены с полостью между кожухом и пористой перегородкой, а каналы отвода газа - с полостью между перегородкой и ротором. Техническим результатом является повышение эффективности очистки газа от капельной жидкости. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к центробежным устройствам для очистки газа от капельной жидкости и механических примесей и может найти применение в системах компримирования, очистки и осушки газа.

Известна центрифуга для очистки газа, включающая кожух с камерой сбора осадка, ротор с каналами отвода газа, направляющий аппарат, ложе осаждения, сообщенное с камерой сбора осадка (ЕР 1021249 В1, опуб. 26.07.2000). Вращение ротора в известной центрифуге обеспечивается за счет трения закрученного потока относительно периферийной поверхности ротора, служащей одновременно и в качестве ложа осаждения. Линейная скорость вращения потока отличается от линейной скорости вращения поверхности ложа осаждения, что вызывает интенсивное возмущение потока и ухудшает условия для осаждения загрязнений на поверхности ложа.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является центрифуга для очистки газа, включающая патрубки входа и выхода газа, основание с камерой сбора осадка, установленные на основании полый кожух, и неподвижную вертикальную ось, направляющий аппарат с тангенциальными каналами подачи газа, ротор с тангенциальными каналами отвода газа, размещенный на оси посредством подшипниковых опор, ложе осаждения, сообщенное с камерой сбора осадка (RU 2301114 C1, B04B 5/08, опуб. 20.06.2006). В известной центрифуге для осаждения загрязнений из потока газа частицам дисперсной фазы необходимо в короткий период времени преодолеть относительно длительной расстояние из центральной зоны ротора до ложа осаждения, что накладывает ограничения на полноту отсева особенно мелких частиц загрязнений. Ложе осадка в известной центрифуге размещено на наклонной внешней поверхности ротора. Удалению осажденных частиц из ротора препятствует осевой поток газа, направленный в сторону противоположную направлению движения частиц, что создает условия для захвата потоком газа уже осажденных частиц и их попаданию в каналы отвода.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки. Технический результат, обеспечиваемый изобретением и позволяющий решить поставленную задачу, заключается в исключении уноса частиц потоком газа в каналы отвода за счет обеспечения их осаждения в пористой перегородке и уменьшения расстояния, которое необходимо преодолеть частицам для их осаждения.

Технический результат обеспечивается тем, что в центрифуге для очистки газа, содержащей камеру сбора осадка, сообщенный с ней полый кожух с поверхностью осаждения, патрубки входа и выхода газа и размещенные в кожухе неподвижную вертикальную ось, направляющий аппарат с тангенциальными каналами подачи газа, ротор с тангенциальными каналами отвода газа, размещенный на оси посредством подшипниковых опор, особенностью является то, что ротор снабжен коаксиальной пористой перегородкой, размещенной между направляющим аппаратом и каналами отвода газа, направляющий аппарат расположен в верхней части кожуха, а каналы отвода газа размещены в нижней части ротора с обеспечением возможности движения потока газа сверху вниз, при этом каналы подвода газа сообщены с полостью между кожухом и пористой перегородкой, а каналы отвода газа - с полостью между перегородкой и ротором.

Снабжение ротора пористой перегородкой, размещенной между направляющим аппаратом и тангенциальными каналами отвода газа из ротора, позволяет реализовать процесс осаждения частиц в поровых каналах перегородки и существенно уменьшить расстояние, которое необходимо преодолеть частицам для их осаждения.

Предпочтительно, чтобы поверхность осаждения была образована ложем осаждения, которое выполнено из пористого материала и размещено на внутренней стороне кожуха.

Пористая перегородка предпочтительно выполнена из коалесцирующего материала, что создает возможность укрупнения (коалесценции) мелких частиц жидкой фазы, осажденных в каналах перегородки, усиливает действие центробежного фактора и обеспечивает большую полноту отсева жидкой фазы.

Пористая перегородка имеет конические внешнюю и внутреннюю поверхности и меньшим основанием обращена к тангенциальным каналам подачи газа, что расширяет возможности масштабирования центрифуги.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется с помощью чертежей. На фиг. 1 представлена центрифуга в осевом разрезе.

Центрифуга включает основание 1 с камерой 2 сбора осадка, соединенный с основанием 1 и сообщенный с камерой 2 полый кожух 3, к которому подсоединены верхний патрубок 4 входа газа и нижний патрубок 5 выхода газа. В кожухе 3 установлена неподвижная вертикальная ось 6. В верхней части кожуха 3 размещен направляющий аппарат 7 с тангенциальными каналами 8 подачи газа.

Ротор 9, установленный на оси 6 посредством подшипниковых опор 10, имеет расположенные снизу тангенциальные каналы 11 отвода газа и снабжен коаксиально охватывающей его пористой перегородкой 12, выполненной предпочтительно из коалесцирующего нетканого материала. Каналы 8 подвода газа сообщены с полостью между перегородкой 12 и кожухом 3, а каналы 11 отвода газа - с полостью между перегородкой 12 и ротором 6.

Пористая перегородка 12 может иметь цилиндрическую или коническую форму. В предпочтительном исполнении она имеет конические внешнюю и внутреннюю поверхности и меньшим основанием обращена к тангенциальным каналам 8 подачи газа, что расширяет возможности масштабирования центрифуги.

На внутренней стенке кожуха 3 расположено ложе 13 осаждения, выполненное из нетканого пористого материала.

Предлагаемая центрифуга работает следующим образом.

Газ с содержащимися в нем жидкими и твердыми загрязнениями поступает через верхний патрубок 4 в направляющий аппарат 7, который за счет тангенциальных каналов 8 создает закрутку потока. Вращающийся поток, взаимодействуя с ротором 9 и проходя затем через тангенциальные каналы 11 отвода газа, создает крутящий момент, приводящий ротор 9 во вращение. За счет действия центробежного поля, создающегося во вращающемся потоке, относительно крупные частицы загрязнений движутся в радиальном направлении к ложу 13 осаждения, где надежно фиксируются в порах и в дальнейшем по мере накопления под действием сил гравитации поступают в камеру 2 сбора осадка. Движению осадка по направлению камеры 2 сбора способствует поток газа, направленный сверху вниз. Мелкие частицы загрязнений осаждаются и удерживаются в порах перегородки 12 за счет сил адгезии. Находясь в порах, частицы укрупняются за счет коалесценцирующих свойств материала перегородки 12. По мере укрупнения частицы под действием центробежного поля также отбрасываются на периферию к ложу 13 осаждения. Таким образом, пористая перегородка 12 препятствует уносу частиц потоком газа и сокращает расстояния, которые проходят частицы до осаждения. Очищенный газ проходит через поры перегородки 12 и отводится из центрифуги через каналы 11 отвода газа и через нижний патрубок 5. Размещение направляющего аппарата 7 в верхней части ротора 6, а каналов 11 отвода газа - в нижней части ротора 6 с обеспечением возможности движения потока газа сверху вниз создает условия для надежной фиксации осажденных частиц на ложе 13 и позволяет полностью исключить захват потоком осажденных частиц и их перенос в тангенциальные каналы 11 отвода газа.

1. Центрифуга для очистки газа, содержащая камеру сбора осадка, сообщенный с ней полый кожух с поверхностью осаждения, патрубки входа и выхода газа и размещенные в кожухе неподвижную вертикальную ось, направляющий аппарат с тангенциальными каналами подачи газа и ротор с тангенциальными каналами отвода газа, размещенный на оси посредством подшипниковых опор, отличающаяся тем, что ротор снабжен коаксиальной пористой перегородкой, размещенной между направляющим аппаратом и каналами отвода газа, направляющий аппарат расположен в верхней части кожуха, а каналы отвода газа размещены в нижней части ротора с обеспечением возможности движения потока газа сверху вниз, при этом каналы подвода газа сообщены с полостью между кожухом и пористой перегородкой, а каналы отвода газа - с полостью между перегородкой и ротором.

2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что поверхность осаждения образована ложем осаждения из пористого материала, размещенным на внутренней стороне кожуха.

3. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что пористая перегородка выполнена из коалесцирующего материала.

4. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что пористая перегородка имеет конические внешнюю и внутреннюю поверхности и меньшим основанием обращена к тангенциальным каналам подачи газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разделению изотопных и газовых смесей, преимущественно газообразных соединений изотопов урана. Газовая центрифуга содержит герметичный неподвижный корпус в виде вертикального цилиндра, вращающийся ротор, соосно размещенный в корпусе, выполненный в виде вала и снабженный жестко закрепленной на нем лопаткой с выступающим элементом, отборные трубки разделенных фракций, каналы вывода разделенных фракций, выведенные наружу через вал ротора и имеющие расположенные на разной высоте горизонтальные участки с радиально удаленными от продольной оси корпуса входными отверстиями, при этом горизонтальные участки отборных трубок размещены внутри каждой лопатки, а входные отверстия отборных трубок расположены на выступающем элементе каждой лопатки в разных зонах турбулентности, и впускное отверстие, размещенное внизу корпуса, для подвода исходной газовой смеси.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к газовым центрифугам для обогащения урана. Центрифуга для обогащения урана содержит ротор центрифуги и электродвигатель.

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.

Изобретение относится к конструкции газовой центрифуги для разделения изотопных и газовых смесей, преимущественно для разделения газов с малым молекулярным весом.

Изобретение относится к машиностроению, касается конструкции верхней магнитной опоры вертикальных быстровращающихся роторов и может быть использовано в газовых центрифугах с центральным газовым коллектором.
Изобретение относится к разделению изотопов химических элементов, преимущественно изотопов урана, методом газового центрифугирования и может быть использовано для увеличения производительности каскадов газовых центрифуг.

Изобретение относится к конструкции газовой центрифуги для разделения изотопных и газовых смесей, преимущественно для разделения газов с малым молекулярным весом.

Изобретение относится к надкритическим центрифугам для разделения газов и изотопных смесей. .

Изобретение относится к газовым центрифугам для разделения смеси газов и изотопных смесей, и в частности к промышленным группам газовых центрифуг. .

Изобретение относится к центробежному сепаратору для очистки газа, содержащего масло, главным образом для очистки картерных газов из двигателя внутреннего сгорания, такого как дизельный двигатель. Центробежный сепаратор содержит неподвижный корпус, образующий разделительное пространство и содержащий первую концевую часть и противоположную вторую концевую часть, причем неподвижный корпус имеет поверхность внутренней стенки, обращенную к разделительному пространству, впускной канал, продолжающийся к разделительному пространству и образующий впуск для очищаемого газа, центробежный ротор, который предусмотрен в разделительном пространстве и продолжается от первой концевой части ко второй концевой части, причем центробежный ротор содержит шпиндель и множество разделительных дисков, удерживаемых шпинделем. Сепаратор также содержит приводной элемент, предусмотренный для вращения центробежного ротора в направлении вращения вокруг оси вращения, чтобы создать вращающийся объем газа, за счет чего масло отделяется от газа посредством центробежных сил, газовый выпускной канал для выпуска очищенного газа из разделительного пространства, масляный выпуск для выпуска масла из разделительного пространства и устройство подачи масла. Устройство подачи масла выполнено с возможностью подачи такого количества масла в разделительное пространство, чтобы текущая масляная пленка создавалась на поверхности внутренней стенки при работе центробежного сепаратора. Техническим результатом является уменьшение вязких скоплений в разделительном пространстве центробежного сепаратора, особенно на поверхности внутренней стенки корпуса центробежного сепаратора. 16 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх