Сепаратор геотермальної води

1. Сепаратор геотермальної води, що містить герметичний циліндричний корпус з верхнім днищем, з тангенціально розташованим відносно корпусу штуцером введення геотермальної води, бічний патрубок виходу рідкої фракції, сітчастий фільтр, верхній патрубок виходу газової фракції, нижнє днище, усередині корпусу розташовані жалюзі, який відрізняється тим, що циліндричний корпус розташований вертикально, верхнє днище виконано знімним на болтовому з'єднанні з корпусом, на днищі закріплений тангенціально розташований до внутрішньої поверхні корпусу штуцер введення геотермальної води під кутом β відносно вертикальної осі корпусу. U 2 (19) 1 3 - значна вага конструкції, металоємність, що здорожчує виріб; - у нижній ємності сепаратора може збиратися відстій мінеральних включень, який важко видаляти, що погіршує експлуатацію; - сепаратор з відстоєм рідкої фракції в нижній ємності передбачає уповільнений технологічний процес; - при великих витратах рідини поділ фракцій буде погіршуватися. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення сепаратора геотермальної води, в якому конструктивними змінами і розташуванням елементів забезпечується чітке розділення фракцій, і за рахунок цього підвищується експлуатаційна надійність сепаратора. Поставлена задача вирішується тим, що сепаратор геотермальної води, що містить герметичний циліндричний корпус з верхнім днищем, нижнім денцем, тангенціально розташованим відносно корпусу штуцером уведення геотермальної води, бічним патрубком виходу рідкої фракції, верхнім патрубком виходу газової фракції (метану), усередині корпуса знаходяться жалюзі, відповідно до корисної моделі, циліндричний корпус розташований вертикально, верхнє днище конусної форми виконано знімним на болтовому з'єднанні з корпусом, на днищі закріплений тангенціально розташований штуцер уведення геотермальної Крім того, штуцер уведення води води. оснащений поплавковим клапаном, з'єднаним важелем з валом, на якому усередині штуцера закріплена заслінка, а на зовнішньому кінці вала закріплений вентиль. Крім того, жалюзі складаються з перфорованих сегментних пластин, прикріплених до внутрішньої поверхні корпусу по спадній гвинтовій спіралі, починаючи від нижнього обріза штуцера до патрубка виходу рідкої фракції, причому верхні пластини перекривають нижні пластини, прямолінійною стороною обернені до вертикальної осі корпусу, утворити наскрізний колодязь для виходу пухирців газу. Крім того, нижнє днище має конусну форму і оснащене отвором з краном для виходу мінеральної фракції. Порівняльний аналіз із найближчим аналогом показує, що сепаратор геотермальної води відрізняється тим, що: - верхнє днище виконане конусним, знімним на болтовому з'єднанні, що забезпечує зручність технічного обслуговування внутрішньої частини сепаратора (у найближчому аналозі показаний люк для доступу у нижню ємність, обслуговування верхньої ємності й особливо корпуса голівки гідроциклона утруднено); - штуцер уведення геотермальної води має поплавковий клапан із заслінкою всередині штуцера і вентиль з зовнішньої сторони корпуса, що забезпечує регулювання рівня води в сепараторі і дозволяє перекривати зовнішнє введення води ручним способом (у прототипі регулювання рівня води не передбачено, є заспокоювач рівня); сегментні пластини жалюзі - перфоровані направляють по спіралі вниз, вийшовши зі 30198 4 штуцера по дотичній до внутрішньої поверхні корпуса, потік води, утворюючи гідроциклон, в якому більш важка рідка фракція відцентровими силами притискається до внутрішньої циліндричної поверхні корпуса, а більш легка газова фракція у вигляді газових бульбашок виділяється ближче до центра гідроциклона і по утвореному біля вертикальної осі корпуса колодязя піднімаються нагору до патрубка виходу газу (у найближчому аналозі виділення газу передбачене на похилих площинах у верхній і нижній ємності); - нижнє днище має конусну форму і оснащено отвором із краном і вентилем для виходу мінеральних фракцій, що забезпечує зручне очищення геотермальної води від піску і часток ґрунту періодичним промиванням (у найближчому аналозі відстій збирається внизу нижньої ємності, і видаляти його, мабуть, приходиться ручним способом). Порівняння заявленої корисної моделі не тільки з найближчим аналогом, але і з іншими технічними рішеннями сепараторів показало, що в запропонованому рішенні з'являються властивості, що не збігаються з властивостями відомих рішень: доступ для огляду, очищення і ремонту усередині корпуса сепаратора, на секціях спірально встановлених жалюзі потоком геотермальної води утворюється гідроциклон, що розділяє рідку і газову фракції, внизу у конусному днищі збираються частки мінеральної фракції, що видаляються з сепаратора промиванням геотермальною водою. Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких зображений сепаратор геотермальної води: Фіг.1 - загальний вид (у розрізі). Фіг.2 - переріз А-А з Фіг.1. Фіг.3 - перевіз Б-Б з Фіг.1. Сепаратор геотермальної води має герметичний циліндричний корпус 1, установлений вертикально (Фіг.1), верхнє днище 2 конусної форми з закріпленим на ньому тангенціально розташованим відносно корпуса 1 штуцер 3 уведення геотермальної води, бічний патрубок 4 виходу рідкої фракції, сітчастий фільтр 5, верхній патрубок 6 виходу газової фракції, нижнє денце 7 із краном 8 і вентилем 9 виходу мінеральної фракції. Усередині корпуса 1 знаходяться жалюзі 10. Верхнє днище 2 конусної форми виконано знімним, кріпиться до корпуса 1 болтовим з'єднанням 11. На днищі 2 закріплений, тангенціально розташований до внутрішньої поверхні корпуса 1, штуцер 3 уведення геотермальної води під кутом b відносно вертикальної осі корпуса. Штуцер 3 уведення геотермальної води оснащений поплавковим клапаном 12, що з'єднаний важелем 13 з валом 14. На валові 14 усередині штуцера 3 закріплена заслінка 15, на зовнішньому кінці вала 14 закріплений вентиль 16. Усередині корпуса 1 встановлені жалюзі 10, що складаються з перфорованих сегментних пластин 17, прикріплених до внутрішньої поверхні корпуса 1 по спадній гвинтовій спіралі 18, починаючи від нижнього обріза штуцера 3 до патрубка 5 виходу рідкої фракції. Верхні пластини 17 перекривають нижні пластини 17 на певну ширину, прямолінійною стороною 19 вони звернені 5 до вертикальної осі корпуса 1, утворюючи наскрізний вертикальний колодязь 20 для виходу нагору бульбашок газу до патрубка 6. Нижнє днище 3 має конусну форму 21, оснащено внизу отвором 22 і краном 8 з вентилем 9 для виходу мінеральної фракції. Сепаратор геотермальної води працює в такий спосіб. Геотермальна вода під надлишковим пластовим тиском при відкритій заслінці 15 поплавкового клапана 12 через штуцер 3 надходить у корпус 1 (Фіг.1, 2). Завдяки тангенціальному розташуванню штуцера 3 відносно внутрішньої поверхні корпуса 1 (Фіг.2) і кута установки b щодо вертикальної осі (Фіг.1) потік геотермальної води одержує обертальний рух униз по спадній гвинтовій спіралі 18 утворюється гідроциклон з рухом води по перфорованих сегментних пластинах 17, прикріплених до внутрішньої поверхні корпуса 1, починаючи від обріза штуцера 3 до патрубка 5. При цьому в гідроциклоні на геотермальну воду діють відцентрова і гравітаційна сили. Під дією відцентрової сили більш важка фракція геотермальної води та мінеральна фракція притискається до внутрішньої поверхні корпуса 1 і під дією гравітаційної сили опускається вниз, а більш легка фракція у вигляді газових бульбашок 30198 6 розташовується ближче до центру гідроциклона (Фіг.3). По утвореному прямими лініями обріза сегментних пластин 17 наскрізному вертикальному колодязю 20 газові бульбашки піднімаються нагору і через сітчастий фільтр 5, патрубок 6 надходять у газову магістраль. З рідкої фракції, яка рухається по спіралі 18, випадає в осад у конусне днище 3 як більш водяна мінеральна фракція. Мінеральна фракція періодично, у міру нагромадження в конусному днищі 7, виводиться з корпуса 1 промиванням геотермальною водою через отвір 23, кран 8 з вентилем 9. Рідка фракція геотермальної води через бічний патрубок 4 виходить з корпуса очищеною від мінеральних включень (піску, часток ґрунту) і від газу (метану). Техніко-економічна ефективність сепаратора геотермальної води підвищується за рахунок зручності технічного обслуговування: оглядів, очищення, ремонту, більш динамічного процесу очищення геотермальної води від газової і мінеральної фракцій, підвищення надійності експлуатації. Дослідний зразок сепаратора геотермальної води планується встановити на геотермальному пункті селища Медведівка, АР Крим. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 30198 8 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. Київ – 42, 01601