Газорідинний рециркуляційний сепаратор циклонного типу

1. Газорідинний рециркуляційний сепаратор циклонного типу, до складу якого входить корпус, обладнаний вхідним тангенціальним та вихідними патрубками, розміщені всередині корпусу вхідна камера, сполучена з нею вихрова камера, що з'єднана за допомогою коаксіально встановленої осьової труби з вихідною камерою, роздільна перегородка, яка встановлена між вхідною та вихідною камерами, розташований всередині C2 2 UA 1 3 81706 сітчастою насадкою, що розташована на інерційній роздільній решітці. Роздільна решітка виконана у вигляді нахилених спрямовуючих перегородок. Краї решітки з'єднані з карманами для збирання рідини, які сполучені зі зливними патрубками. Недоліком цього сепаратора є низька ефективність його роботи внаслідок обмеженої припустимої швидкості газорідинного потоку, що проходить через сітчасту насадку. При збільшені швидкості газорідинного потоку виникає необхідність збільшення площі сітчастої насадки, що спричиняє збільшення габаритних розмірів всього сепаратора. Найбільш близьким аналогом до запропонованого винаходу є відомий газорідинний рециркуляційний сепаратор циклонного типу до складу якого входить корпус, обладнаний вхідним тангенціальним та вихідними патрубками, розміщена всередині корпусу вхідна камера, сполучена з нею вихрова камера, що з'єднана за допомогою коаксіальне встановленої осьової труби з вихідною камерою, роздільна перегородка, яка встановлена між вхідною та вихідною камерами, розташований всередині осьової труби зливний патрубок, а також камера осадження рідини і твердих часток, що відокремлена від вихрової камери екрануючою перегородкою [патент Росії №1492522, МПК В01D45/12, опубл. 15.01.1994]. Недоліком цього сепаратора є низький ступінь сепарації через неможливість видалення з газорідинного потоку дрібнодисперсної рідини, яка не зкоагулювалась в осьовій трубі та через вихідний патрубок виноситься назовні з сепаратора. У вихідну камеру потрапляє переважно рідинна плівка, що утворилася на внутрішній поверхні осьової труби та частка газового потоку. Другим недоліком відомого сепаратора є нестабільність його роботи при суттєвих змінах обсягів газорідинного потоку та у разі надходження газу з високим вмістом частинок фунту або гідратів. В таких випадках відбувається інтенсивне накопичення гідратів між корпусом сепаратора та екрануючою перегородкою, що спричиняє аварійну зупинку сепаратора. Задачею винаходу є підвищення ефективності сепарації, забезпечення стабільності роботи сепаратора при збільшенні навантаження по рідині та при залпових викидах рідини шляхом підвищення ступеня видалення дрібнодисперсної рідини у ви хідній камері. Поставлена задача досягається тим, що у відомому газорідинному рециркуляційному сепараторі циклонного типу до складу якого входить корпус, обладнаний вхідним тангенціальним та вихідними патрубками, розміщена всередині корпусу вхідна камера, сполучена з нею вихрова камера, що з'єднана за допомогою коаксіальне встановленої осьової труби з вихідною камерою, роздільна перегородка, яка встановлена між вхідною та вихідною камерами, розташований всередині осьової труби зливний патрубок, а також камера осадження рідини і твердих часток, що відокремлена від вихрової камери екрануючою перегородкою, згідно 4 з винаходом, у ви хідній камері встановлена жалюзійна насадка конусоподібної форми, що сполучена вершиною зі зливним патрубком та виконана зі звитої у багатовиткову спіраль гофрованої стрічки, а зливний патрубок сполучений з поверхнею роздільної перегородки за допомогою радіальних патрубків. Гофри звитої у бага товиткову спіраль стрічки виконані у вигляді 11/2 періоду синусоїди, а кожний наступний виток зміщений на 3/8 періоду синусоїди відносно попереднього. Спіраль виконана закрученою проти напрямку обертання газового потоку. Радіальні патрубки мають у поперечному перетині форму еліпсу. Діаметр екрануючої перегородки не перевищує діаметра осьової труби. Технічним результатом запропонованого технічного, рішення є підвищення ступеня сепарації рідини з газорідинного потоку, розширення функціональних можливостей та підвищення надійності сепаратора. Це досягається за рахунок підвищення ступеня видалення дрібнодисперсної рідини з вихідній камері завдяки встановленню жалюзійної насадки конусоподібної форми виконаної зі звитої у багатовиткову спіраль гофрованої стрічки. Виконання гофрів стрічки у вигляді 11/ 2 періоду синусоїди, в якій кожний наступний виток зміщений на 3/8 періоду синусоїди відносно попереднього, утворює між витками поперек стрічки за напрямком руху газорідинного потоку просторову форму (звуження та потім розширення ) подібну до труби Вентурі, в якій відбувається інтенсивна коагуляція дрібних крапель рідини у великі. Конусоподібна форма багатовиткової спіралі жалюзійної насадки та виконання її закрученою проти напрямку обертання газового потоку сприяє зливанню крапель рідини по витках спіралі до зливного патрубка. Виконання радіальних патрубків з поперечним перетином у вигляді еліпсу дозволяє зменшити їх аеродинамічний опір. Виконання екрануючої перегородки з діаметром, який не перевищує діаметра осьової труби, дозволяє запобігти накопиченню гідратів в проміжку між екрануючою перегородкою та корпусом сепаратора і, як наслідок, запобігти аварійній зупинці сепаратора. На фіг.1 зображена схема газорідинного рециркуляційного сепаратора циклонного типу, на фіг.2 показаний поперечний переріз гофрів стрічки та взаємне розташування витків спіралі жалюзійної насадки, на фіг.3 зображений переріз А-А фіг.1 (осьова труба та зливний патрубок з радіальними патрубками), на фіг.4 зображений переріз Б-Б фіг.3 (осьова труба та зливний патрубок з радіальними патрубками). Стрілками на кресленнях показаний рух рідини та газу. Газорідинний рециркуляційний сепаратор циклонного типу складається з циліндричного корпуса 1, обладнаного вхідним тангенціальним 2 та вихідними патрубками 3 і 4, розміщеної всередині корпусу 1 вхідної камери 5, сполученої з нею вихрової камери 6, що з'єднана за допомогою коаксіальне встановленої осьової труби 7 з вихідною камерою 8. Вхідна камера 5 та вихідна камера 8 відокремлені одна від іншої роздільною 5 81706 перегородкою 9. В нижній частині корпуса 1 розташована камера 10 осадження рідини і твердих часток, яка відокремлена від вхідної камери 5 екрануючою перегородкою 11. У вихідній камері 8 встановлена жалюзійна насадка 12 конусоподібної форми сполучена вершиною зі зливним патрубком 13 за допомогою обтічника 14. Зливний патрубок 13 коаксіальне встановлений в осьовій трубі 7. Жалюзійна насадка 12 виконана зі звитої у багатовиткову спіраль гофрованої стрічки. Гофри цієї стрічки виконані у вигляді 11/ 2 періоду синусоїди, а кожний наступний виток зміщений на 3/8 періоду синусоїди відносно попереднього (див. фіг.2). Спіраль закручена проти напрямку обертання газового потоку у ви хідній камері 8. Жалюзійна насадка 12 прикріплена до стінок корпуса 1 та поділяє вихідну камеру 8 на верхню та нижню частини. Зливний патрубок 13 сполучений з поверхнею роздільної перегородки 9 за допомогою радіальних патрубків 15, розміщених в осьовій трубі 7 (див. фіг.3). Радіальні патрубки 15 мають у поперечному перетині форму еліпсу (див. фіг.4). Газорідинний рециркуляційний сепаратор циклонного типу працює таким чином. Газорідинний потік через вхідний патрубок 2 тангенціальне подається у вхідну порожнину 5, де закручуючись навколо осьової труби 7, потрапляє у вихрову камеру 6. У вхідній порожнині 5 завдяки відцентровим силам великі краплі рідини та тверді включення відокремлюються від газорідинного потоку та осаджуються на внутрішній поверхні корпуса 1 і далі стікають до камери 10 осадження рідини і твердих часток. При надходженні газорідинного потоку у вихрову камеру 6 він розширюється, зменшується його швидкість руху, що сприяє коагуляції рідинних крапель, які за інерцією продовжують руха тись у напрямку камери 10. У вихровій камері 6 газовий потік, продовжуючи обертатись навколо вертикальної осі, розвертається на 180° і потрапляє в осьову трубу 7. Завдяки відцентровим силам на її внутрішній поверхні збирається рідина, перетворюючись у плівку, яка рухається під дією газового потоку разом з ним вгору до вихідної камери 8. В нижній частині вихідної камери 8 газовий потік розширюється, швидкість його руху зменшується, внаслідок цього відбувається коагуляція дрібнодисперсних рідинних крапель, які за інерцією рухаються вгору та до внутрішньої поверхні корпуса 1, де частково осаджуються та збираються на поверхні роздільної перегородки 9. Інші дрібнодисперсні краплі продовжують рухатись за напрямком газового потоку до жалюзійної насадки 12. Газовий потік розвертаючись приблизно на 135° входить у міжвитковий проміжок жалюзійної насадки 12, де, завдяки створеній гофрами звитої у багатовиткову спіраль стрічки просторовій формі, що подібна до труби Вентурі, відбувається інтенсивна коагуляція дрібних крапель рідини у великі. Виходячи з жалюзійної насадки 12 в верхню частину ви хідної камери 8 газовий потік знову розвертається приблизно на 135° вгору, вивільняючись таким чином від залишків дрібнодисперсних крапель, які 6 у напрямку здування та під дією сили тяжіння надходять до обтічника 14. Очищений газовий потік виводиться з корпуса 1 через вихідний патрубок 3. Рідинна плівка, що утворилася на гофрах стрічки жалюзійної насадки 12, здувається до обтічника 14, також до обтічника 14 вздовж цієї стрічки стікає рідина, яка зібралася в западинах гофрів стрічки жалюзійної насадки 12. З обтічника 14 рідина стікає у зливний патрубок 13. Також у зливний патрубок 13 за допомогою радіальних патрубків 15 відводиться рідина з поверхні роздільної перегородки 9. З патрубка 13 рідина потрапляє у ви хрову камеру 6. У центрі вихрової камери 6 завдяки взаємодії потоку газу вздовж вісі вихр у з екрануючою пластиною 11 створюється зона низького тиску, в яку всмоктується відсепарована рідина зі зливного патрубка 13. Крім того в зливний патрубок з вихідної камери 8 засмоктується близько 10% очищеного газу. У вихровій камері 6 під дією відцентрової сили рідина розтікається по екрануючій пластині 11 і відкидається до внутрішньої поверхні корпуса 1, де надалі стікає до камери 10. Злив рідини з камери 10 здійснюють через вихідний патрубок 4. 7 81706 8