Сепаратор для отделения частиц изпотока сплошной среды

 

Союз Советских

Социалистических

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1ц822908 (61) Дополнительное к ввт, свид-ву (22) Заявлено 300578 (23)2623739/23-26 с присоединением заявим ¹ р )м. кл.

В 04 С 3/00

Государственный комитет.СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230431. Бюллетень ЙЯ 15

Ю) УАК 621. 928. . 37 (088; 8) Дата опубли <овання описания 25.0481 (72) Авторы изобретения

/ ю

A.Í, Кулюкин и А.Л. Душкин д, -.,:-:;.. - -... /

Московский ордена Ленина авиационныйа нстйтут им. Серго Орджоникидзе (7 3 ) 3 а я в ит ель (54 ) СЕПАРАТОР ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ ИЗ ПОТОКА

СПЛОШНОЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к технике очистки сплошных сред в химической технологии и энергетике.

Извест н сепаратор для отделения капельной жидкости из газового пото- ка, содержащий корпус, входной, выходной и отводящий патрубки, коаксиальный корпусу перфорированный стакан, кольцевые перегородки между кор- 1 пусом н перфорированным стаканом и установленные внутри стакана направляющие конические тела и дисковые завихрители потока (1J..

Однако сепаратор обладает значи- тельным гидравлическим сопротивлением и низкой эффективностью сепарации за счет срыва пленки или конгломератов частиц с завихрителей и направляющих конических тел.

Наиболее бЛизким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сепаратор, содержащий корпус с входным, выходным патрубками и патрубком отвода частиц, коаксиально установленный внутри корпуса перфорированный стакан, кольцевые перегородки между корпусом и перфорированным стаканом и шайбы, размещенные внутри перфорированного стакана. Сепарация в данном устрой- ЗО стве происходит эа счет изменения условий течения газа в пристенной области около шайб (21. Недостаток известного сепаратора состоит в том, что для частиц различных размеров не обеспечивается эффективное их осаждение на поверхность перфорированного стакана в пристенных зонах, что ведет к повторному вовлечению частиц в поток.

Цель изобретения — повышение эффективности отделения частиц из потока за счет интенсификации процесса осаждения их в вихревых пристенных зонах.

Поставленная цель достигается тем, что сепаратор снабжен упорной резьбовой втулкой, которой соединен с шайбами, выполненными спиральными, имеющими соотношение размеров, опреде-. ляемое. по формулам

0,54 — «(2, 0,76 0 с 0,8 где h — шаг спирали (расстояние между витками), м; . d — внутренний диаметр шайбы, м, У вЂ” толщина витка, м;

0 — наружный диаметр шайбы, м.

822908

Спиральнйе шайбы являются источником вихреобразования и в то же время вынуждают среду двигаться по спирали, При этом частицы под действием поля центробежных сил мигрируют к стенкам и осаждаются на них в образованных вихревых зонах.

На чертеже представлен сепаратор, общий вид. г

Сепаратор содержит входной патрубок 1, выполненный в виде усеченного О конуса, корпус 2 с фланцами, установленный коаксиально к корпусу 2 перфорированный стакан 3, кольцевые пере— городки 4, закрепленные на наружной поверхности перфорированного стакана 3 с зазором к поверхности корпу15 са 2, спиральные шайбы 5, установленные внутри перфорированного стакана и контактирующие с упорной реэьбоной втулкой 6, поглотитель частиц 7, выходной патрубок 8, соосный корпусу 2 20 отводящий патрубок 9.

Сепаратор работает следующим образом.

Поток загрязненной частицами газовой или жидкой среды поступает че- 25 рез входной патрубок 1 к перфорированному стакану 3 и к спиральным шайбам 5. Среда при.этом получает вынужденную закрутку в результате вязкого взаимодействия со спиральными шайбами 5. Это побуждает частицы интенсивно мигрировать к стенкам стакана 3

6 под ноздействием центробежных сил.

В пространстве у стенки стакана 3 между шайбами 5 возникают вихревые эоны, которые способствуют инерционному осаждению частиц в отверстия стакана 3. Указанные количественные соотношения размеров шайб обеспечивают отделение частиц из среды в широком диапазоне изменения плотностей 40 и вязкости частиц и среды. Однако уменьшение расстония между витками

h спиральных шайб 5 ниже отношения — = б

0,5 и соответствующее увеличение их 45 количества приводит к резкому увеличению потерь давления за счет трения.

При увеличении отношения шага витка к его толщине свыше 2-х, вихреобразование становится крайне малым при 50 отделении частиц из потоков сплошной среды с большой вязкостью. Выбор отношения внутреннего диаметра спиральных шайб 5 к внешнему их диаметру, равным 0,7-0,8, вызван с одной стороны необходимостью, интенсифицировать процесс закрутки среды, а с другой— снизить гидравлическое сопротивление тракта.

Изменение шага спиральных шайб 5 осуществляется урорной резьбовой втул-60 кой 6, что позволяет подбирать наиболее эффективный шаг в названном диапазоне для сред с различной вязкостью и плотностью. Для вязких сред следует .выбирать наи ozstJJHA шаг и наибольшее 65 отношение внутреннего диаметра к внешнему спиральных шайб 5. Для мелких частиц, обладающих малой инерционностью по сравнению со сплошной средой, необходимо выбирать меньшее расстояние между шайбами для сохранения их пульсационного вихревого движения, для более крупных — больший шаг. Для предотвращения срыва в очищенный попоток конгломератов частиц или образующейся пленки на наружную поверхность стакана 3 установлен поглоти-. тель частиц 7, изготовленный из капиллярно-пористого материала. Движение несущей среды, проникающей в пространство между корпусом 2 и стаканом 3, стабилизируется кольцевыми перегородками 4, частицы и часть среды удаляются через патрубок 9.

Основная масса среды, очищенная от частиц, выходит через патрубок 8.

Как показали проведенные испытания, сепаратор обладает высокой зффектинностью отделения частиц размерами 0,5-5 мкм 60-70Ъ, размерами 550 мкм 80-85%, что на 20% превосходит эффективность отделения известных сепараторов. Сопротивление предлагаемого,сепаратора лишь на 3-5% больше сопротивления гладкой трубы и в 2-3 раза меньше сопротивления известных сепараторов при том же расходе среды. Сепаратор эффективен как при отделении жидких или твердых частиц из газового потока, так и при сепарации твердых частиц из жидкости.

ФоРмУла изобретения

Сепаратор для отделения частиц из потока сплошной среды, содержащий корпус с входным, выходным патрубками и патрубком отвода частиц, коаксиально устанонленный внутри корпуса перфорированный стакан, кольцевые перегородки между корпусом и перфорированным стаканом и шайбы, размещенные внутри перфорированного стакана, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отделения частиц из потока за счет интенсификации процесса осаждения их в вихревых пристенных зонах, он снабжен упорной резьбоной втулкой, которой соединен с шайбами, выполненными спиральными, имеющими соотношение размеров, определяемое по формулам

0,5 «(— (2, 0,7 < — < 0,8

h d где h — шаг спирали (расстояние между витками), м;

1 — внутренний диаметр шайбы, м;

6" — толщина витка, м;

0 — наружный диаметр шайбы, м.

Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 245011, кл. В 01 0 46/24, 1968.

2. Авторское снидетельстно СССР

9 633561, кл. В 01 0 46/24, 1976.

822908

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1938/7

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Душкин

Редактор A. Химчук Текред g.Маточка Корректор М. Вигула