Вихревое сепарационно-контактное устройство

(19) 01 Р 3/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(57) Изобретение относится к областитепло-, массообменной техники и можетнайти применение для разделения газожидкостных смесей путем сепарации и конденсации паров легколетучих жидкостей приосушке газа, а также при разделении газожидкостных смесей, содержащих быстрозастывающие компоненты. Цель - расширение диапазона рабочих характеристикустройства и снижение энергетическихзатрат на процесс очистки. Вихревое сепарационно-контактное устроиство содержит цилиндрический корпус; соосные патрубки, один для входа газа с расположенным в нем завихрителем, а другой для выхода газа с расположенными в нем сепаратором и отсекателем; патрубки для слива конденсата, расположенные в двух уровнях; приемную камеру, образованную стенками корпуса и сепарационного стакана-коллектора, выполненного в виде змеевика из упругого материала с патрубками для входа и выхода рабочей жидкости, причем один конец коллектора жестко скреплен с корпусом, а другой соединен с органом регулирования величины зазоров между витками; соединительную трубку, соединяющую приемную камеру и полость коллектора, а также усеченный конус с зубчатыми краями. Коллектор по высоте выполнен переменного диаметра, на конце соединительной трубки установлена распределительная камера, нижнее основание которой выполнено проницаемым, а поверхность усеченного конуса выполнена с просечками, зубья которых отогнуты в направлении движения жидкости.4 ил.Изобрссцс отцкигс к 01,-, чн ссобменюй технике и может Оы ь црпмс цсцо лл Я разде 1 ени Я газОжплкос Гп ы х схОсей с конденсацией паров лсгколстучих жилкостс и и принудительным отволом и,пол)чс йг сконденсированного ко)пс)цс цпс)Цель изобретения - рдс;ппрецис диапазон; рабочих характеристик устройства за счет повышения эф)сктивности тепло-, массообмена путем рациональной организации 4 вижения потоков по аппарату, снижение 0 энергетических затрат за счет улучшения взаимодействия жидкости с материалами сонструкций этого устройства и газом.На фиг. 1 изображена принципиаляая схема предлагаемого устройства; на фцг. 2 распределительная камера с направляющим конусом, разрез; на фиг. 3 - то же, обций вил; на фиг. 4 - фрагмент направ.)як)цего конуса.Устройство содержит цилиндрический кор)ус 1 и соосные патрубки для входа газа 2 с расположенным в нем завихрителем 3 и выхода газа 4 с расположенными в нем сепаратором 5 и отсекателсм 6. Патрубки для отвода конлецсата ра положенных нд трех уровнях; верхний пдтрубок 7 предназначен лля исклк)чеция 25 псрслива жидкости из камеры 8 в рабочее пространство коллектора 9. Патрубок 10 обеспечивает отвод основной части конденсата, патрубок 11 служит для регулирования уровня жил 1 сости в аппарате при избытке последней. Стенками корпуса 1 и коллектора 9 с патрубками 12 для прохода рабочей жидкости образована приемная камера 8, которая служит для накопления части уловленного коцлецсата. Коллектор ) для поддержания крутки и скорости газа ПО Высоте аппарата пост 051 нцьми Выпо,цец переменного сечения по высоте. В цпжцси части коллектор 9 жестко прикрецгсц к корпусу, а в верхней части соединен с органом 13 для регулирования зазоров путем сжатия или растяжения коллектора 9, Вы полненцого из упругого и смачиваемого конденсатом материала с зазорами 4 между витками, измецяк)щимися по высоте коллектора. Приемная камера 8 соелцпспд с полостью коллектора трубкой 15, ца конце которой установлена распределительная кд мера 16, Нижнее основание 17 камеры выполнено процицаемым, например порисзым или перфорированным, а пол этим основанием расположен усеченный конус 18, поверхность которого выполнена прссечной, а зубья 19 просечки отогнуты в направлении движения жидкости. Устройство распределительной камеры с процццаемым нижним основанием предназначено лля равномерного распределения жидкости по поверхности усеченного конуса 18, а поверхность усеченного конуса просечцой и с отогнутымии зубьями лл я объем ного орошения газа. 2Устройство работает следуюцим образом.При больших расходах, т. е. когда скорость газа составляет 8 - 10 м/с и выше, гдз, солер)кащий пары легкоиспаряющейся жидкости, подается на вход в устройство через патрубок 2. Приобретая вращательное движение при прохождении через завихритель 3, газ пар) контактирует с охлажлаемой рабочей жидкостью поверхностью коллектора 9, выполненной в нижней его части без зазоров и смачиваемой кондецсатом. Скапливаясь на коллекторе, за счет высокой скорости движения газа, конденсат пленкой поднимается по стенке коллектора и достигает щелей небольшого размера между витками коллектора. Заполняя эти щели пол действием капиллярцого давления, а также центробежного, конденсат отводится в накопительную камеру, Малая пропускная способность нижних щелей и постоянное их заполнение коцденсатом препятствует проникновению газа в приемную камеру 8. Остальная часть выделенного конденсата в виде пленки двигается вверх по коллектору и постепенно отволится в прием пук) ка)1 еру 8. По мере увеличения размера целей газ начинает проникать вверх приемной камеры 8, полдавливая накопившуюся там жцлкость. При большом объеме конденсата, н)слелций отводится через сепаратор 5, д лдвлеппе газа передается в камеру 8 Ср пн - ли сепаратора 5 и отсекателя 6. О пшенный (осуп)енный) газ Выво;1 тс з аппарата через патрубки 4, д копл цсдт. уЛОВЛЕННЫй В уетрОйСтВЕ, рдСПрЕЛСЛ;и Гся ПО соелицптельной трубке 15, по котороц оц направляется в ороситель, д также врез патрубок 10 отводится пз аппарата лля лдльнейшего использования. Коплснс;11, скоп ивцийся В приемной ка)1 ср 1 8, по тр бкс 15 полается в распрслелцтельцуО кдхсру 16, из которой через проццпдемос к;О- вдцис 17 равномерно растекается посс чсццому коцул 18. Конструкция и слелцсго и, в частности, прс)кечпд " Вср, -ЗХОЬМИ 19 ПОЗВОЛяет р;В 1: с": по объему аппарата оропать пркгр;ц "-1 и Г 1 Од а Вл я т ьу с Вл и В 11 т 1 ) ОО р 11 3 О ) д В 111 с от переохлаждения газа тгсц. Н; чд тццы последнего це действует сцтробсжцая сила и он распределен в обьеме. Оропкнпс этого объема способствует осджлеццо т) мана на каплях переохлажлсццой жилкостп. Капли, подхватываясь потоком, возвращаются в пленку конденсата. Кроме того, наличие орошения способствует ;лавливацию мелких капель, срывающихся с греоней пленки. Стаопльность орошения Обеспечивается устройством патруоков.ля слива конденсата В трех уровнях. Через патрубок 10, поддерживающий уровень коцленсатд в приемной камере 8. отволится основная часть конденсата. д лля того, чтобы в трубку 15 конлецсдт поступал в коли 14800513честве, необходимом для орошения, нижнее основание камеры 16 имеет проницаемое основание. Для предотвращения перелива конденсата в коллектор патрубок 7 выполнен большим, чем патрубок 1 О, что обеспечивает широкий диапазон устойчивой работы устройства при образовании избытка конденсата. В этом же случае отвод части конденсата через патрубок 11 не только обеспечивает устойчивую работу устройства но и дает возможность регулирования уровня конденсата в приемной камере 8, Выполнение направляющего конуса несмачиваемым конденсатом обеспечивает его капельцое распределение, так как по несмачиваемому материалу жидкость стекает каплями. Капельному же распределению способствует и наличие просечки с зубьями.При малых расходах (скорость газа (пара) менее 8 - 10 м/с) газ конденсируется по всей поверхности змеевика, а пленка движется вниз. Благодаря тому, цто коллектор выполнен смачиваемым, а в нижней части его расположены капиллярные щели конденсат через последние, благодаря капиллярному давлению, засасывается и стекает в приемную камеру 8. При недостатке конденсата на, орошение для улавливания тумана уровень последнего может поддерживаться путем подачи легкоиспаряющейся жидкости через патрубки 1 О, 11. В этом случае устройство может работать в режцчс предотвращения потерь легкоиспяряк 7 Н 1 с О я компонента путем его циркуляции чсжлх устройством и аппаратом, из которого этот компонент постх пает. При лиффузцонноч расхоле, (скорость газа (цара) 0,1 м/с ц менее) устройство булст работать эффективно и без ороНецця только за счет конденсации. При образовании тумана в устройство может быть цолаца жилкость лля орошения. Прцчсцсццс изозрстсцц 5 подво,Нт ц,учить зцачцтслыый экпОчццсскцц эффект От сокрацения потерь из рсзсрвудрон нрц,шкачке В цих леГк 7 цсц 1175 НОН 1 цх 51 жц,1 кп"11, например нестабильного кдтдлцзятя.5707, /,а. 7)7 ГЕн.Вихревое сспяряццоццо-контактное устройство, содержапсе ццлцнлрццсский корпус и соосные цатрубкц лля вхоля газа с завихрцтелем ц выхолд газа с сепардтороч ц отсекателем лля слцця коцлен.ятя, црцемцук 7 камеру, оордзовяццук 1 стсцкдмц кор.пуса и сепарацНшцого стак;1 ця-к 1 ллк гора, выполненного в вцлс змеевика цз уцр)- гого материала с нятрубкямц ллц проход рабочей жидкости. Нрццч олин кпсц коллектора жестко зякрелен с корпусом, я д)7 УГОи сослинс с ОРГс 1 Н 7 х РС 1 У.И РОВ 1 НН 51 зазоров между нцткячц, сослцнц 1 с,ьц)трубку, соединяющую прцемнук 1 кячсру ц н 1- 20 лость коллектора, усеченный конус с зубцатычи краями, от,яа 7 ои 1 еех тем, цто, с целью расширения Лцапдзоцд рябо шх характеристик устройства зя счет повышения эффективности т 1 ломяссообчена путем рациональной оргдциз 1 ццц лвижснця потоков по аппарату, снцжсцця энергетических затрат за счет улуццсцця взаимодействия жилкости с материалом конструкций этого устройства и газом, коллектор по высоте выпо,1 нен пе 1)ех 1 ИНОГО лиметра с зс 130 рях 1 И . 0 чсжлу его вцткачц переменного рдзх 1 сра,соелцццтсльная трубка снабжена установленной ня ее конце распрелелитсльцой камерп 1, нижнее основание которой выполнено пронццасмым, а поверхность усеченного конуса выполнена с просецкамц, зуоья 35 которых отогнуты в направлении движенияжилкости, прц этом змеевик выполнен из смачиваемого жцлкостью материала, а усеченный конус - из несмачиваемого материала.. Верес Коррект2 ПодписиССР по делам изобретенРаушская наб., д. 4/5приятие, г. Ужгород, ул. ектная, 4 ское пре Редактор М. Товтин Заказ 51 б 9 б ВНИИПИ Государственного к 113035, Москва Производственно.полиграфиСоставТехред ИТираж бмитета С ор В. Гирнякоеий и открытий