Центробежный сепаратор

,ЯО 1074609 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК за) В 04 С 7/00 Р 45 12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕП содержащий корпус с входным, в и разгрузочным патрубка ми, за с винтовыми каналами и спирал правляющие, установленные во патрубке, отличающийся тем, что увеличения эффективности сепар правляющие выполнены с ширино мерно убывающей по направлени завихрителя от величины, рави винтового канала, и установлень щением по ходу движения потока половине шага винтового канала. Са раку ФигЛ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. Патент США2034023, кл. 5418, 1936.2. Авторское свидетельство СССР919750, кл. В 04 С 7/00, 1980.3. Патент США3.088.132, кл. 5399, 1974. АРАТОР, ыхлопным вихритель ьные навходном , с целью ации, най, равною от оси ой шагусо сме, равным50 Изобретение относится к устройствамдля очистки газов от содержащихся в нихжидких примесей и может быть использовано в химической, энергетической, газовой и других отраслях промышленности.Известен центробежный сепаратор дляотделения жидкости от газа, содержащийкорпус, верхний патрубок для вывода очищенного газа, нижний патрубок для вывода отделенной жидкости и боковой патрубок для ввода газожидкостной смеси, размещенный в верхней части корпуса тангенциально и снабженный размещенным внем завихрителем 1,Недостатками данного сепаратора являются низкая степень сепарации поступающей в него газожидкостной смеси (70 -95% в зависимости от свойств жидкостив газожидкостной смеси) и его большоегидравлическое сопротивление, возникающее из-за повышенных скоростей газана входе, создаваемых по причине необходимости компенсации снижения скоростигаза от трения частиц о стенки корпуса притангенциальном вводе для обеспечения достаточной эффективности сепарации.Известен также центробежный сепаратор для отделения жидкости от газа, содержащий корпус, верхний патрубок длявывода очищенного газа, нижний патрубокдля вывода отсепарированной жидкостии боковой патрубок для ввода газожидкостной смеси с размещенным в нем винтовым завихрителем потока (цилиндрическим винтовым направляющим аппаратом),причем патрубок для ввода газожидкостной смеси размещен в средней части корпуса по его диаметру и выполнен с продольным, направленным вниз щелевым отверстием 2.Недостатком такого сепаратора является невысокая степень сепарации газа отжидкости из-за высокой турбулентностипотока для движения газожидкостной смеси по винтовому каналу завихрителя.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является сепаратор,содержащий корпус с входным, выхлопными разгрузочным патрубками. Во входномпатрубке размещен завихритель с винтовыми каналами и спиральными направляющими, способствующими более быстромуосаждению жидких частиц 3.Недостатком известного сепаратора является возможность возникновения застойных вихревых зон в винтовых каналах поднаправляющими, что снижает эффективность сепарации.Цель изобретения - увеличение эффективности сепарации.Поставленная цель достигается тем, чтов центробежном сепараторе, содержащемкорпус с входным, выхлопным и разгрузочным патрубками, завихритель с винтовымиканалами и спиральные направляющие, ус 10 15 20 25 30 35 40 тановленные во входном патрубке, направляющие выполнены с шириной, равномерно убывающей по направлению от оси завихрителя от величины, равной шагу винтового канала, и установлены со смещением по ходу движения потока, равным половине шага винтового канала.На фиг. 1 изображен предлагаемый сепаратор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг, 1; на фиг. 4 - 6 - структура потока соответственно в трубопроводе, винтовом канале без направляющих и в винтовом канале с направляющими; на фиг, 7 - завихритель, продольный разрез; на фиг. 8 - разрез В - В на фиг, 7; на фиг. 9 - развертка направляющей.Сепаратор содержит корпус 1, выхлопной патрубок 2, разгрузочный патрубок 3 для отвода отсепари рован ной жидкости, входной патрубок 4 для ввода газожидкостного потока, завихритель (направляющий аппарат) 5 с винтовыми каналами, образованными лопастями завихрителя и стенками входного патрубка, направляющие 6, выполненные по спирали Архимеда, выходное окнои щелевое отверстие 8 для отвода жидкости.Сепаратор работает следующим образом.При прохождении газожидкостной смеси по винтовым каналам завихрителя 5 происходит отбрасывание частиц жидкости к стенкам и к направляющим 6 за счет центробежных сил. Частично очищенный газ через окно 7 выходит в корпус 1 сепаратора с направлением по восходящей спирали относительно корпуса, что обеспечивает закрутку потока и дальнейшее отделение газа от оставшихся частиц жидкости.Очищенный газ удаляется из сепаратора через патрубок 2, а отсепарированная жидкость вначале отводится через продольное щелевое отверстие 8 в корпус сепаратора, а затем через патрубок 3 удаляетсяиз сепаратора. При движении газожидкостной смеси по подводящему трубопроводу (происходящем обычно в турбулентном режиме и скорости потока 10 в . 20 м/с) распределение скоростей выглядит так, как показано на фиг. 4.При входе в винтовой направляющей аппарат общий поток начинает вращаться по винтовой линии и подвергаться воздействию центробежных сил. При этом, учитывая трудность изготовления многозаходного винтового направляющего аппарата и склонность к налипанию частиц жидкости, а также реальные размеры сепараторов, винтовые направляющие аппараты обычно делаются одно- или двухзаходными, При этом эпюры скоростей при движении (особенно при движении на входе) и завихритель меняют свой вид под влиянием центробежных сил (фиг. 5) незначительно, так как размер винтового канала соизмерим с размером подводящего трубопровода, и жидкость у стенки канала практически не совершает перехода к продольному щелевому отверстию 8 завихрителя 5.Если рассмотреть элемент канала винтового завихрителя в поперечном сечении (фиг. 8) то видно, что установка направ ляющих позволяет перейти к ламинарному режиму течения в.зонах 1 и 11, сохраняя при этом турбулентный режим общего по-. тока жидкости (так как для этих зон значительно уменьшается Йэ). При этом эпюры скоростей выглядят качественно (фиг. 6) . Это значит, что действию центробежных сил подвергается большое количество газо- жидкостного потока. Экспериментально установлено, что траектория частицы при вращательном движении соответствует форме спирали Архимеда. Именно этим и объА-А ясняется исполнение направляющих по спирали Архимеда, позволяющее частицам переходить по ходу движения потока к продольной щели винтового завихрителя 5 под действием постоянно возрастающих центробежных сил.Необходимость равномерного уменьшения ширины направляющих от ве,личины, равной шагу винтового канала 5, до О видна на фиг. 7 и 8, где показано, что при выполнении направляющих постоянной ширины 5 образовывались бы застойные зоны, которые уменьшали бы общий поток сечения в местах 9 и 10.Экспериментальные исследования сепарации смеси латекса СКИ, паров и воды и дивинила показали, что оптимальное значение смещения 5 направляющих относительно друг друга по ходу движения потока в винтовом канале равно половине шагавинтового канала. При этом унос латекса сокращается с 0,5 до 0,1%, т. е. в 5 раз по сравнению с известным сепаратором.