Сепаратор

(19) 111 0 В 01 Р 45/12 В 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ьство СССР 1973,тво СССР 1978ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ( 71) Кубанский ордена ТрудовогоКрасного Знамени сельскохозяйственныйинститут(54)(57) СЕПАРАТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус,внутри которого установлен сепарационный элемент, выполненный в видекриволинейных лопаток, установленныхпо многозаходной спирали Архимеда,причем выходные концы лопаток расположены наклонно к оси элемента поповерхности усеченного конуса, сливине устройства и штуцера ввода ивывода фаз, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективности сепарации и производительностиза счет улучшения условий отвода жидкости, выходные концы лопаток расположены наклонно к образующей поверхности усеченного конуса под острымуглом к направлению вращения потока.Изобретение относится к аппаратам,предназначенным для осаждения полидисперсных жидких частиц из газовогопотока в центробежном поле, и можетбыть использовано в различных отраслях промышленности, связанных с разделением и сепарацией газовзвесей,состоящих из капель жидкости, напри.мер, в нефтяной, пищевой, химической, энергетической и др.Известен сепаратор, содержащий вер 10тикальный цилиндрический корпус, размещенные в корпусе и делящие его наверхнюю и нижнюю камеры горизонтальные перегородки, расположенные в камерах на перегородках многозаходные 15спирали с отбортовкой на конце, сливные устройства и штуцеры ввода и вывода фаз 1 3,В известном сепараторе уловленнаяжидкость из каждого сепарационногоэлемента сливается по гидрозатворам,при этом размер бокового слива изверхней камеры ограничен из-за конструктивных особенностей сепаратора.При повышенных концентрациях жидкойфазы из нижней камеры на скоростивыше 2,0 м/с (по сечению аппарата)происходит пронос жидкости в верхнююкамеру, т.е. сеп 6 рационный элемент"удерживает" жидкость до скорости2,0 м/с. При дальнейшем увеличениискорости количество жицкости, попавпей в верхний элемент, соответственно увеличивается и на скорости3,0 и/с наступает равновесие по количеству жидкости, уловленной нижними верхним элементами, Отвод уловлен-ной жидкости с верхнего элементасвязан с размером сливного патрубка, и поэтому при высоких концентрациях по жидкой фазе необходимо снижать рабочую скорость газовой средыво избежание перелива в верхнем эле.менте, В противном случае происходит переполнение сборных карманов иунос жидкости вместе с газом. 45Наличие отбортовки на конце спиральных лопаток способствует в процессе эксплуатации отложению в нихтвердых частиц, что вынуждает прово.дить дополнительную остановку аппарата для его чистки.Известен также сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрическийкорпус, внутри которого установленсепарационный элемент, выполненныйв виде криволинейных лопаток, установленных по мноГозаходной спиралиАрхимеда, причем выходные концы лолаток расположены наклонно к осиэлемента по поверхности усеченногокругового конуса, сливные устройст-, 60на и штуцера ввода и вывода фаз 21,Сепарационный элемент этого сепаратора может работать при болеевысоких койцентрациях жидкой Фазы,так как транспортированию жидкости 65 к сливному устройству способствует, кроме силы тяжести, составляющая центробежной силы. Однако присвоем движении вниз отсепарированная жидкость при переполнении карманов "перескакивает" с одной лопатки на другую и подвергается разбрызгиванию, что снижает эффективность сепарации.Цель изобретения - повышение эфФективности сепарации и производительности за счет улучшения условий отвода жидкости.Цель,цостигается тем, что в сепараторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлен сепарационный элемент, выполненный в виде криволинейных лопаток, установленных по многозаходной спирали Архимеда, причем выходные концы лопаток расположены наклонно к оси элемента по поверхности усеченного конуса, сливные устройства и штуцера ввода и вывода фаз, выходные концы лопаток рас.положены наклонно к образующей поверхности усеченного конуса под острым углом к направлению вращения потока.На фиг, 1 изображен сепаратор, продольный разрез; на Фиг. 2 - сечение А-А на Фиг.1; на Фиг. 3 - селарирующая лопатка, общий вид.Сепаратор состоит из цилиндрического корпуса 1, разделенного на камеры горизонтальными перегородками 2 с осевыми отверстиями 3, на которых герметично установлены конФузор 4 и диффузор 5, имеющие наклонные перфорации. В камерах установлены сепарирующие лопатки б беэ отбортовки, образующие сепарацион ные элементы 7, работающие на скручивание потока, и элемент 8, работающий на раскручивание, Лопатки б выполнены в виде криволинейных трапеций, большее основание которых расположено снизу.Основания элементов, работающихна скручивание потока, снабжены сборными конусами 9 и гидрозатворными трубками 10, предназначенными для сбора и слива уловленной жидкости. Ввод газожидкостной смеси происходит через тангенциальный патрубок 11,снабженный направляющим дефлектором 12. Выход очищенного газа происходит по патрубку 13, оборудованному эжекционными отверстиями и кольцевым каплеотбойником 14. Слив уловленной жидкости из аппарата осуществляется через осевой патрубок 15.Сепаратор работает педующим образом.газожидкостная смесь подается всепаратор через патрубок 11 и направ - ляющим дефлектором 12 ориентируется вдоль стенки аппарата, где происхо 1066629дит частичная сепарация газа на пластинках, закрепленных на корпусе 1. Закрученный поток газа поступает в нижний сепарационный элемент 7, где капли жидкости под воздействием центробежной силы оседают на вогнутую поверхность сепарирующих лопаток 6 и н ниде газожидкостного жгута вращаются и центральной части элемента.наличие конусной формы централь ной части элемента 7 способствует "удерживанию" жидкости, основная масса которой под воздействием гравитационного поля оседает в нижней части элемента 7 и собирается в ко нусе 9, откуда по гидрозатворной трубке 10 и патрубку 15 отводится из аппарата.Очищенный газ с остатками жидкости через осевое отверстие 3 попала ет в диффузор 5, где под действием центробежной силы и напора газового потока жидкость движется в виде пленки на его поверхности по закрученной траектории. 25Для безударного и более полного отвода жидкой пленки из конфузора с целью снижения нагрузки по жидкой фазе верхних пакетов при пульсирующих нагрузках, он снабжен наклонной перфорацией, которая составляет с закрученной траекторией жидкости угол, близкий к нормали, что обеспечивает при отводе жидкой пленки отсутствие ее вторичного уноса. Большая сторона перфорации снабжена кромкой, которая отогнута по ходу газа в сторону действия центробежных сил, что способствует отсасыванию части газа. Этим достигается управление пограничным слоем потока, что предотвращает 40 его срыв в относительно коротком диф Фузоре я исключает унос жидкости газом.Сочетание перечисленных конструк. тинных особенностей позволяет обес печить полный отвод жидкости иэ нижнего элемента 7 и диффуэора 5, остатки которой удаляются через кольцевую щель между диффузором и кромкой осевого отверстия и основании элемента 8.Газ из диффузора 5 попадает в центральную часть раскручивающегося элемента 8, который является демпфером при кратковременной многократной перегрузке. Газ, пройдя элемент, очищается на сепарирующих пластинах, закрепленных на корпусе аппарата 1. Из периферийной эоны газ устремляется в центральную часть верхнего элемента 7, где в межспиральных изогнутых каналах происходит коагуляция остатков мелкодисперсного аэрозоля. Жидкость в виде вращающегося жгута под действием силы тяжести скапливается в сборном кону" се 9 и сливается в низ аппарата по гидрозатворным трубкам 10, откуда через патрубок 15 выводится нарУжУ. Газ, пройдя конфузор 4, окончательно очищается и удаляется из аппарата по патрубку 13, снабженному эфек. ционными отверстиями и кольцевым отбойником 14.На. ичие трапецеидальных лопаток 6, образующих в центре сепарационного элемента конусную понерхность, направленную своей вершиной по ходу движения газа, способствует "удерживанию" жидкости в сепарационном элементе, что позволяет, при всех прочих равных услониях, повышать работую скорость сепарации в 1,5- 2 раза и тем самым производительность сепаратора. Кроме того, отсепариронанная жидкость, движущаяся вниз, благодаря тому, что нижнее основание имеет больший размер,чем верхнее (выходные концы лопаток расположены под острым углом к направлению вращения потока 1,не пересекает газовый поток, движущийся вверх н соседних межспиральных про" странствах, Это уменьшает вероятность вторичного разбрызгивания и повышает эффективность сепарации. При этом отпадает необходимость в использовании отбортовок для отвода жидкости, которые склонны к забиванию и парафинизации./5 лиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,1085/8 Тираж 687 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра