Контактно-сепараційний елемент

1. Контактно-сепараційний елемент (КСЕ), що містить вертикальний циліндричний корпус, нерухомий осьовий завихрювач з похилими лопатями всередині корпусу, сепараційний патрубок, діафрагмований на виході, зведення і виведення газу, відвід відсепарованої рідини і перфорацію корпусу в зоні міжлопаткового простору завихрювача для 3 та, має 2 сепараційні зони. Ця конструкція КСЕ прийнята в якості прототипу. Недоліками цієї конструкції елементи є складність форми лопатей завихрювача, і, як наслідок, дорожнеча і складність виготовлення елемента, а також слабка ступінь сепарації при високих навантаженнях по рідини. Завданням даної корисної моделі є спрощення конструкції елемента, збільшення ефективності масообміну та підвищення ефективності сепарації контактуючої рідини при високих навантаженнях елемента по рідині. Поставлене завдання вирішується тим, що контактно-сепараційний елемент включає в себе вертикальний циліндричний корпус, нерухомий осьовий завихрювач з похилими лопатями всередині корпусу, сепараційний патрубок, діафрагмірований на виході, введення і виведення газу, відвід відсепарованої рідини і перфорацію корпусу в зоні міжлопаткового простору завихрювача для подачі рідини на контакт з газом, згідно до корисної моделі, лопаті завихрювача виконані у формі гелікоіда з кроком гвинтової утворюючої t=240-360мм при мінімальному числі лопатей - 6 і внутрішньому діаметрі (калібрі) корпусу 82мм і висоті похилих лопатей завихрювача 70-100мм. При цьому живий перетин похилих лопатей завихрювача становить 45-55% калібру, при цьому між завихрювачем і сепаратором в корпусі зроблено, щонайменше, один горизонтальний ярус отворів, також діаметр діафрагміруючого патрубка, в залежності від навантаження по рідині становить 0,8-1,0 калібру контактно-сепараційного елемента. Це дозволяє, в порівнянні з штампозварним завихрювачем або з завихрювачем, якій має профільовані опукло-увігнуті лопаті, точне виготовлення лопатей шляхом фрезерування. Профіль гелікоіда дозволяє також легко вигвинчувати воскову і пластмасову модель завихрювача з пресформи при виготовленні виливків завихрювача методом точного лиття по виплавлюваним восковим моделям, а також сприяє інтенсифікації масообміну. Корисна модель ілюструється кресленнями: на Фіг.1 зображено принципове розташування деталей КСЕ згідно корисної моделі; на Фіг.2 зображений завихрювач з прямими лопатями, які примкнули до похилим, при цьому встановлено високий сепаратор, що має 2 зони для відводу рідини у вигляді прорізів або ярусу отворів перед вихлопним діафрагмуючим патрубком; на Фіг.3 зображений вид зверху по стрілці С на вузол сепарації патрубка, діафрагмірованого вихлопним патрубком і забезпеченого шістьма шліцами для інструменту; на Фіг.4 показано переріз А-А чотирьох похилих лопатей завихрювача. на Фіг.5 показано переріз В-В восьми прямих лопатей завихрювача; на Фіг.6 показана траєкторія фрези для нарізки лопатей висотою Н: гелікоіда з кроком t, діаметром внутрішньої втулки D1 і калібром завихрювача D. Контактно-сепараційний елемент складається з циліндричного корпусу (1) з внутрішнім діамет 56203 4 ром D (калібр елементу), який на різьбі (2) закріплюється в гніздах горизонтальної масообмінної тарілки. Для інструменту (воротку) для закріплення елемента на тарілці передбачені шліци (3). У нижній частині корпусу (1) розташований нерухомий осьовий завихрювач (4), що складається з пучку вхідних прямих лопатей (14) і похилих лопатей (15) з діаметром центрального тіла D1 і висотою похилих лопатей Н, який закріплений в корпусі за допомогою зварювання (5). Над верхнім зрізом корпусу (1) з сепараційним зазором h розташований сепараційний патрубок (6), усередині якого встановлена вихлопна діафрагма (7) діаметром d. Сепараційний патрубок кріпиться до корпусу штифтами (8). У корпусі (1) між верхнім зрізом завихрювача (4) і верхнім зрізом патрубка зроблений горизонтальна низки отворів (9) для відводу рідини. Вхід газу здійснюється через нижню частину корпусу; рідина на контакт з газом подається через низку отворів (10), розташованих в зоні прямих лопатей завихрювача (4), забезпечений проточкою (11) для безперешкодного надходження рідини всередину елемента незалежно від його розвороту при установці в корпус. Осьовий завихрювач (4) спирається на кільцевій виступ корпусу (12). Згідно корисної моделі, висота похилих лопатей завихрювача Н=70-100мм, а похилі лопаті утворені шестизаходним гелікоідом, що має крок гвинтової утворюючої t=240-360мм. При цьому для контактно-сепараційного елемента масообмінного ступеня з одним сепаратором доцільно мати t=300-360мм. На Фіг.2 показаний контактно-сепараційний елемент для сепаратора, який, згідно корисної моделі має, щонайменше, три зони виведення рідини з закрученого потоку - вихідні горизонтальні прорізи (13) над завихрювачем (4), горизонтальний ярус отворів (9) і сепараційний зазор h між верхнім зрізом корпусу (1) і діафрагмуючим патрубком (7). Робота газосепараторів в промисловості та стендові випробування удосконалених елементів показали що перевагу доцільно надавати кроку гвинтової утворюючої гелікоіда t=240-260мм, діаметр діафрагмуючого патрубка d варіюється, згідно корисної моделі, в межах 0,80-0,85D. Робота пристрою. Вхідний потік газу проходить через прямі лопаті (14) і зустрічає на своєму шляху рідину, що подається через отвори (10) у проточку (11) під дією тиску стовпа рідини на рівні L-L, і підхоплюється вгору на похилі лопаті (15) завихрювача (4). Відбувається розпилювання рідини вхідним газовим потоком і захоплення її вгору на решітку похилих лопатей завихрювача, на яких відбувається інтенсивне бомбардування похилих лопатей завихрювача краплями рідини, що сприяє інтенсифікації масообміну. У закрученому потоці під дією відцентрових сил, рідина випадає на внутрішню стінку корпусу (1) і при русі вгору потрапляє в зону горизонтальної низки отворів (9). Частина рідини витікає на тарілку, залишок рухається вгору до сепарації розриву h. Контактуюча рідина стікає з сепараційного патрубка вниз, а відсепарований газ через діафрагму (7) виходить вгору з елемента. 5 Використання корисної моделі в промисловості дозволяє спрощення та здешевлення конструкції апаратів, яки містять осьовий завихрювач як основний елемент, полегшення виготовлення елементів. Також це приводить до підвищення ефективності сепарації контактуючих фаз у апараті. Джерела інформації: 1. В.М. Киселѐв, А.А. Носков и др. «Вихревая массообменная колонна», авторское свидетельство №330875, БИ №9, 1972г. 56203 6 2. Kiselev Viktor Mikhailovich, Patentinhaber: "UKRNIIGAZ", Eiropean Patent Document №EP 0 281 628 B1, Int. C1. B01D3/30, Virtragsstaten: DE, FR, GB, IT, SE, Munchen, 27.02.91. 3. Viktor M. Kiselev United States Patent №4 838 906. Int. C1. B01F3/04, US C1. 55/238, Contact and Separating Element, Assignee "UKRNHGAZ", Date of patent: June 13 1989. 4. В.М. Киселѐв, A.C. SU 1398882 A1 МКл. В01D3/30 Контактный элемент вихревой тарелки, 30.05.88, Бюл. №20. 7 Комп’ютерна верстка О. Рябко 56203 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