Сепаратор

Сепаратор, що складається з вертикального циліндричного корпусу з патрубками підведення і відведення, всередині якого розміщені і перекривають його поперечний переріз суцільний верхній і перфорований нижній листи, між якими закріплений пакет сепараційних елементів висотою, що дорівнює 0,8-1,25 діаметра корпусу, при цьому патрубки підведення і відведення мають діаметр, що дорівнює 0,2-0,4 діаметра корпусу, осі патрубка підведення і вхідного перерізу пакета сепараційних елементів суміщені, вісь патрубка відведення зміщена вверх відносно осі вхідного перерізу пакета сепараційних елементів на величину, що дорівнює 0,1-0,25 діаметра корпусу, а вхідна кромка патрубка відведення виступає всередину корпусу на величину, що дорівнює 0,042-0,07 діаметра корпусу, який відрізняється тим, що пакет сепараційних елементів виконано у вигляді вертикального пучка з шаховим розміщенням труб, кількість рядів яких по глибині пучка складає 7-8, з поперечним кроком, меншим двох діаметрів труби, і поздовжнім кроком, рівним діаметру труби. Корисна модель відноситься до інерційних пристроїв для відокремлення крапель рідини від газу при тисках, що відрізняються від атмосферного, і може бути використана в промисловій і транспортній енергетиці, нафтовій, газовій та інших галузях промисловості. Відомий сепаратор, який вміщує вертикальний циліндричний корпус, патрубки підведення і відведення, пакет сепараційних елементів [див. патент США №3289398, кл.55-440, опубл. 1963]. Основним недоліком такої конструкції є низька ефективність (92-95%). Прототипом гаданої корисної моделі є сепаратор за деклараційним патентом України на винахід №44140А. Він складається з вертикального циліндричного корпусу з патрубками підведення і відведення. Всередині корпусу розміщені і перекривають його поперечний переріз суцільний верхній і перфорований нижній листи, між якими закріплений пакет сепараційних елементів висотою 0,81,25 діаметра корпусу. Діаметр патрубків підведення і відведення складає 0,2-0,4 діаметра корпусу. Вісь патрубка підведення суміщена з віссю вхідного перерізу пакету сепараційних елементів. Вісь патрубка підведення зміщена вверх відносно осі патрубка підведення на величину, що дорівнює 0,1-0,25 діаметра корпусу, а його вхідна кромка виступає всередину корпусу на величину At, що складає 0,042-0,07 діаметра корпусу. Пакет сепараційних елементів виконується з однохвильових сепараційних профілів. їх особливістю є те, що хвиля сполучена з плоскими вхідною і вихідною ділянками. В тілі вихідної ділянки з обох сторін є ряд водовідвідних канавок прямокутної форми перерізу. Це ускладнює їх конструктивно і технологічно. Сепараційні елементи промислових сепараторів виконуються з алюмінієво-магнієвого сплаву (АМГ-5). їх поверхня має покриття. Досвід експлуатації сепараторів у системах стисненого повітря промислових підприємств свідчить, що під дією газорідинного потоку, в якому утримуються частки продуктів корозії і ерозії трубопроводів, сепараційні елементи руйнуються. Надійність роботи сепараторів з такими сепараційними елементами низька. Крім того, сепаратор має обмежену витрату газу через нього. Це підтверджується результатами порівняльних експериментальних досліджень сепаратора, що пропонується, і прототипа. Задача винаходу - спрощення конструкції і технології виготовлення, підвищення надійності роботи і витрати газу через сепаратор. ^^ ^ $2 ^ CO Ю СО ^D І™ Р4 ^ ^< м^ ^^ оГ ^ 10356 Поставлена задача досягається тим, що сепаратор, який має вертикальний циліндричний корпус з патрубками підведення і відведення, всередині якого розміщені і перекривають його поперечний переріз, суцільний верхній і перфорований нижній листи, між якими закріплений пакет сепараційних елементів висотою 0,8-1,25 діаметра корпусу, при цьому патрубки підведення і відведення виконані діаметром, що дорівнює 0,2-0,4 діаметра корпусу, осі патрубка підведення і вхідного перерізу пакету сепараційних елементів суміщені, вісь патрубка відведення зміщена вверх відносно осі останнього на величину, що складає 0,10,25 діаметра корпусу, а його вхідна кромка виступає всередину корпусу на величину At, що складає 0,042-0,07 діаметра корпусу, має пакет сепараційних елементів, який виконано у вигляді вертикального пучка з шаховим розміщенням труб, кількість рядів яких по глибині пучка складає 7-8, з поперечним кроком Si і менше двох діаметрів труби і поздовжнім кроком S2, рівним діаметру труби. Застосування сепараційного пакету вказаної конструкції дозволяє спростити конструкцію і технологію виготовлення, підвищити надійність роботи сепаратора. Це також дозволяє збільшити витрати газового потоку через сепаратор. Сепараційна здатність сепаратора при цьому практично не змінюється. На Фіг. 1 показано поздовжній розріз сепаратора, що пропонується, на Фіг.2 - розріз по А-А. Сепаратор має вертикальний циліндричний корпус 1 з патрубками підведення 2 і відведення 3. При цьому вхідна кромка патрубка відведення З виступає всередину корпусу 1 на величину А£. Всередині корпусу 1 між плоским суцільним верхнім 4 і перфорованим нижнім 5 листами, які перекривають поперечний переріз корпусу 1, розміщений пакет 6 сепараційних елементів. Перфорований лист 5 відокремлює робочу порожнину 7 сепарації (проточна частина) від збірника 8 рідини (піддону). Для спрощення монтажу пакет 6 з'єднується з листами 4 і 5 і закріпляється за допомогою верхнього днища 9 і корпусу 1. При виконанні верхнього днища 9 плоским воно може поєднувати функції верхнього листа 4 і днища 9. В нижній частині сепаратора для відведення рідини піддон 8 має трубу 10. Сепаратор має лапи 11 для установки його на фундаменті. Для контролю рівня рідини в піддоні 8 сепаратор може мати покажчик рівня 12. Пакет сепараційних елементів 6 (Фіг.2) виконано у вигляді вертикального шахового пучка труб 13, який має поперечний крок si менший двох діаметрів труби 13, що забезпечує перекриття міжтрубного зазору. Поздовжній крок S2 з метою зменшення габаритів сепаратора рівний діаметру труби 13. Кількість рядів по глибині пучка складає вісім (може бути сім). При цьому доцільно витримати співвідношення діаметрів патрубків 2 і 3 до діаметру корпусу 1 - 0,2-0,4; величини частини А£ патрубка відведення 3, яка виступає всередину корпусу 1 - 0,042-0,07; висота пакета 6 до діаметра корпусу 1 - 0,8-1,25. Крім того вісь патрубка підведення 2 суміщена з віссю вхідного перерізу пакета 6, а вісь патрубка відведення 3 зміщена вверх відносно осі вхідного перерізу пакета 6 на величину 0,1-0,25 діаметра корпусу 1. Сепаратор працює таким чином. Двофазний потік надходить в сепаратор через патрубок підведення 3. В результаті інерційного осадження рідини на лобовій поверхні труб 13 утворюється плівка рідини, яка під дією сили тяжіння стікає в піддон 8. Плівка рідини може тягнутися газовим потоком в кормову зону труб 13, де утворюються вихрові зони із зворотною течією газу. Ці течії сприяють стіканню рідини під дією сили тяжіння в піддон 8. Краплі рідини, не уловлені в пакеті 6, практично повністю осідають на поверхні корпусу 1. Плівка рідини, що утворюється на поверхні корпусу 1, під дією сили тяжіння стікає в піддон 8. Втягненню плівки рідини в патрубок відведення 3 перешкоджає його частина, яка виступає всередину корпусу 1, відношення довжини якої до діаметра корпусу 1 складає 0,042-0,07. Аналіз результатів досліджень показав, що кількість рядів труб по глибині пучка не повинна перевищувати восьми. Це пояснюється тим, що перші чотири ряди труб уловлюють основну масу крапельної рідини. Сьомий і восьмий ряди практично не змочені рідиною. Крім того, сепаратор з однохвильовими сепараційними елементами забезпечує сепарувальну здатність 99-99,8% при динамічних тисках в патрубку підведення до ЮООПа. Запропонована конструкція сепаратора забезпечує сепарувальну здатність 98,2-99,4% при динамічних тисках в патрубку підведення до 1500Па. При цьому пропускна здатність сепаратора, що пропонується, по газовому потоку на 22,5% вище, ніж у сепараторапрототипа. Коефіцієнти аеродинамічного опору сепараторів практично не відрізняються. 10356 Фіг. 1 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка М.Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. К и ї в - 4 2 , 01601