Центрифуга для разделения жидких смесей

1) 625582 Союз Соввтских Социалистических Республик(З 0) 324 17 Гасударственный комитет Совете Министров СССР оо делам изобретений и открытийюл лете ания ЪМ 87 Иносгаманец ест Орвал Картинен(США) Иностранная фирма ал Ойп Эвд Газ Комп(54) ЦЕНТР ГА ДЛЛ РАЗОЕЛЕНИКИХ СМЕСЕЙ Изобретение относится к оборудованию для разделения жидких смесей, состоящих из несмешивающихся фракций повышенной и пониженной плотности, например из воды и масла, 5Известны центрифуги для разделения жидких смесей, содержащие ротор, перфорированный барабан для сбора жидкой фракции с низкой плотностью, коаксиально расположенный в роторе, патрубок для подвода смеси и патрубкм для отвода разделенных 1 О жидкостей 1. Известные центрифуги можно успешно применять только в случае разделения смесей, небогатых растворенными газообразными компонентами. В противном случае из жидкой смеси выделяется газ, который скапливается в патрубке для ввода смеси и оказывает сопротивление входящему в центрифугу потоку, Это приводит к необходимости увеличивать мощность подающих насосоь, что удораживает стоимость проведения процесса разделения,Цель изобретения - выделение газа иэ исходной жидкой смеси и повышение эффективности процесса:разделения,Это достигается тем, что в предлагаемой центрифуге ротор имеет камеру для отделения газа от поступающей жидкой смеси, которая расположена у выходного отверстия патрубка для подвода смеси, снабжен крыль. чаткой, размещенной в этой камере, и цилиндром для сбора выделенного газа, имеющим торцовые стенки и патрубок для отвода газа. Цилиндр расположен последовательно. эа перфорированным барабаном и связан через отверстия в одной из его торцовых стенок с камерой для отделения газа от поступающей жидкой смеси. Другой торцовой стенкой цилиндр для сбора выделенного газа жестко связан с торцовой стенкой перфорированного барабана.Ротор может быть снабжен турбиной, размещенной у патрубка для отвода жидкой фракции с высокой плотностью,Патрубок для отвода газа целесообразноовить во внутренней полости патрубка одвода смеси, а патрубок для отвода ой фракции с низкой плотностью: - во енней полости патрубка для отвода ой фракции с высокой плотностью.патрубке для отвода газа можно устаь регулятор давления.625582 3Полость ротора между его стенкой и перфорированным цилиндром следует. разделить на секции перегородками, имеющими отверстия для прохода жидкой смеси из секции в секцию.На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая центрифуга в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрез (частичный) А - А на фиг, 1; на фиг, 3 - разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - часть цилиндра для сбора газа с патрубком для его отвода; на фиг. 5 - часть центрифуги, модифицированной для выделения твердых включений из разделяемой смеси жидкостей.В предлагаемую центрифугу входит ротор 1, установленный на горизонтальном валу и снабженный впускной 2 и выпускнои 3 крышками прикрепленными болтами к его корпусу.Ступица крышки 2 выполнена с пазами а для приводных ремней. 1 ривод ротора 1 может быть и любым другим.В роторе 1 коаксиально установлен перфорированный внутренний барабан 4, этот внутренний барабан неподвижно закреплен внутри ротора 1 с помощью большого числа радиальных перегородок 5, которые служат для разделения кольцевого пространства между ротором 1 и внутренним барабаном 4 на кольцевые секции. Перегородки 5 могут проходить в направлении осевои линии внутреннего барабана. В этом случае пространство внутри последнего также разделено на несколько секций (см. фиг. 3). Между их кольцами образовано отверстие б в центре барабана. Это упрощает очистку внутреннего пространства последнего. В кольцевом пространстве между ротором 1 и барабаном 4 предусматривается несколько радиально выступающих перегородок, которые удалены друг от друга в продольном направлении на одинаковое расстояние что упрощает разделение смеси жидкостей.Перегородки 6 - 8 прочно закреплены на перфорированном барабане 4. Система перегородок 6 и 9 смонтирована на впускной крышке 2 и выпускной крышке 3 посредством ряда оолтов.Перегородки 7, 8 и 9 обеспечивают прохождение потока более тяжелой жидкости, который движется в продольном направлении по центрифуге к разгрузочному концу.На фиг. 1 стрелками показано, что движение потока после перегородки 7 происходит через ряд расположенных по окружности и одинаково удаленных отверстий в (см. фиг, 3), дцижение же потока после перегородок 6, 8 и 9 происходит по кольцевому пространству над внегцними кромками этих перегородок.Для ввода смеси в центрифугу последняя выполнена с патрубком 10, а для выпуска газа она снабжена патрубком 11. На раз 25 30 35 40 45 50 55 грузочном сепараторе имеются два разгрузочных патрубка, при этом первый патрубок 12 предназначен для удаления материала более высокой плотности (воды), а второй патрубок 13 - - для отвода материала меньшей плотности (нефти, масла).Крышки 2 и 3 с перегородками 6 и 9 образуют соответственно загрузочные и разгрузочные камеры.Патрубки для отвода разделенных жидкостей установлены один в другом.Центрифуга снабжена цилиндром 4 для сбора газа, отделенным от перфорированного барабана 4 перегородкой 15. ередняя торцовая стенка 6 цилиндра 14 может являться гродолжением перегородки 6. Зта передняя стенка выполнена с рядом одинаково удаленных друг от друга и расположенных по окружности отверстий г для входа газообразного продукта в цилиндр 4, а также рядом других одинаково удаленных друг от друга и расположенных по окружности отверстий д, которые обеспечивают возврат жидкости из цилиндра 14 и подачу нефти и воды в камеру 17, снабженную крь льчаткой. Входная крыльчатка включает в себя большое число криволинейных лопастей 8, которые в основном проходят от выпускного патрубка 11 к цилиндрической поверхности ротора и смонтированы нормально относительно осевой линии центрифуги. Эти лопасти крыльчатки (см. фиг. 2) служат для придания разделяемой смеси жидкостей радиального направления. Вблизи разгрузочного конца центрифуги в разгрузочной камере установлена турбина 19 для утилизации или рекуперации энергии, которой обладает поток жидкости, проходящий по центрифуге.Газоотделительную зону можно модифицировать (см. фиг. 4). Для этого торцовая стенка цилиндра 14 выполняется с впускными отверстиями е, при этом в его боковои поверхности имеются профильные щели ж, благодаря чему обеспечивается движение потока разделяемой смеси, из которого выделен газ, в боковые стороны внутри кольцевого пространства между барабаном ротораи внутренним цилиндром 14 через щели ж. Для отвода газа из центрифуги предусмотрено газоотводное сопло 20.Центрифуга может быть снабжена средствами для удаления твердых включении (см. фиг. 5), которые встречаются в жидкои эмульсии или смеси, подвергаемой разделению. Твердые включения отбрасываются под действием центробежной силы к боковой поверхности ротора 1 и собираются вблизи первой перегородки 7, герметизированной в зоне примыкания к поверхности ротора с помогцью кольцевой прокладки 21. вердые включения проявляют тенденцию к передвижению в направлении перелива за счет силы потока воды, которая движется продольно625582 Формула изобретения 10 Опо центрифуге, но осаждаются, на внутренней поверхности з ротора 1. В боковой стенке последнего имеется патруоок 22 с клапаном 23, который открывается периодически, обеспечивая удаление твердых включений, накапливающихся вблизи перегородки 7. В крышке впускной камеры предусматривается несколько очистных заглушек 24 для дополнительного доступа внутрь ротора.В процессе работы предлагаемой центрифуги смесь нефти с водой по впускному патрубку 13 (см, фиг, 1) движется к перегородке 6, где смесь направляется в боковыеФстороны с помощью лопастей 18 крыльчатки. При этом она входит в кольцевую секцию между ротором 1 и внутренним барабаном 4, после чего нефть и вода разделяются с ооразованием трех слоев, причем нефтяной слой более легкий и оказывается внутри, слой из воды более тяжелый и занимает внешнюю зону кольцевого пространства. Третий слой представляет собой нефтеводную эмульсию, которая разделяется по мере прохождения смеси по центрифуге. Поток различных слоев и частиц показан на фиг.стрелками. Так как смесь нефти с водой направляется в боковые стороны лопастями 18 крыльчатки, то растворенные газы выделяются из смеси нефти с водой и вследствие их низкого удельного веса направляются в газоотделительный цилиндр 4 через отверстия г. Вся масса нефти и воды, которая движется внутри газоотделительной зоны, выталкивается в боковые стороны в направлении внешней стенки цилиндра и движется через отверстия д в боковые стороны в направлении кольцевого пространства для разделения смеси нефти с водой с помощью лопастей 18 крыльчатки. Газ, скопившийся в цилиндре 14, удаляется из центрифуги через отверстие в по патрубку 11, который снабжен соответствующими средствами регулирования внешнего давления (на чертежах не показаны).Процессу разделения смеси нефти с водой способствует наличие внутренних перегородок 7 и 8. Вода проходит через отверстия в перегородке 7, а нефтяной слой движется внутрь барабана 4 через отверстия в нем. Центробежная сила вызывает движение всего количества воды, которая остается во внутреннем нефтяном слое, в боковые стороны в направлении водяного слоя. Поток воды движется в продольном направлении и в боковые стороны через отверстия в перегородке 8 в последнюю кольцевую секцию с последуюгцей разгрузкой через отверстия в перегородке 9 и по кольцевому зазору в патрубке 12. Выделенную нефть отводят из центрифуги по патрубку 3. 6Разгрузочная туроина 9 обеспечиваетвозможность рекуперации энергии из потокажидкости, движущегося по центрифуге, ииспользования ее для уменьшения расходаэнергии на привод центрифуги.5 1. Центрифуга для разделения жидкихсмесей, содержащая ротор, перфорированный барабан для сбора жидкой фракции с низкой плотностью, коаксиально расположенный в роторе, патрубок для подвода смеси и иатрубки для отвода жидких фракций смеси, отличающаяся тем, что, с целью выделения газа из исходной жидкой смеси и повышения эффективности процесса разделения, ротор имеет камеру для отделения газа от поступающей жидкой смеси, расположенную, у выходного отверстия патруока для подвода смеси, снабжен крыльчаткой, размещенной в этой камере, и цилиндром для сбора выделенного газа, имеющим тор цовые стенки и патрубок для отвода газа,расположенным последовательно за перфорированным барабаном и связанным через отверстия в одной из его торцовых стенок с камерой для отделения газа от поступающей жидкой смеси, и ри этом другая торцовая стенка цилиндра жестко связана с торцовой стенкой барабана.2. Центрифуга по п. 1, отличающаясятем, что ротор снабжен турбиной, размещенной у патрубка для отвода жидкой фрак ции с Высокой плотностью.3. Центрифуга по п. 1, отличающаясятем, что патрубок для отвода газа расположен во внутренней полости патрубка для подвода смеси, а патрубок отвода жидкой фракции с низкой плотностью - во внутрен ней полости патрубка для отвода жидкойфракции с высокой плотностью.4. Центрифуга по п. 1, отличающаясятем, что в патрубке для отвода газа установлен регулятор давления.5. Центрифуга по п. 1, Отличающаясятем, что полость ротора между его стенкой и перфорированным цилиндром разделена на секции перегородками, имеющими отверстия для прохода жидкой смеси из секции в секцию.50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США Хо 2380014, кл. 233 - 35, 1945,(.оставите ая Текрел О. Л 1 ираж 7 о уЛаретвенного кои по ле,аи изобрет 5, .Чо ква, Ж,1 П 11 Патент., г.