Пристрій для відокремлення рідини від газу

Реферат: Винахід належить до галузі промислової енергетики та, зокрема, може бути використаним як масловіддільники систем вентиляції картера двигунів внутрішнього згоряння. У винаході вирішується задача підвищення ефективності відокремлення рідини від газу. Вирішення задачі досягається тим, що поверхня пластини проміж кільцевим сепаруючим елементом вкрита пористою прокладкою, а в тілі пластини під периферичною частиною прокладки є хоча б одна кільцева проточка з крізним отвором. Діаметр пористої прокладки складає не менше чотирьох діаметрів перерізу конфузора. Використання пристрою, що заявляється, дозволить отримати підвищення ефективності роботи при відокремленні рідини від газу за рахунок інтенсифікації процесів осадження крапель, окрім сил інерції, також силами турбулентної дифузії та турбофорезу. UA 114207 C2 (12) UA 114207 C2 UA 114207 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі промислової енергетики та, зокрема, може бути використаним як масловіддільники систем вентиляції картера двигунів внутрішнього згоряння. Відомо про пристрій для відокремлення рідини від повітря (а.с, SU № 1071783A F01M 13/04, B01D45/08 за 1980, SU № 1101569A F01M 13/04, B01D45/08 за 1982, SU № 1209261A B01D45/08 за 1982, що містить корпус із патрубками підводу та відводу газу та зливу рідини, конфузор, пластину, пакет кільцевих сіткових елементів що сепарують. Конфузор розташовується у вхідному патрубку та під'єднаний до нижньої частини корпусу. Навпроти конфузора розташовується пластина, яка виконує роль інерційної перегородки. Проміж пластиною та корпусом концентрично конфузору розташовується пакет сепаруючих елементів. Недоліком цих пристроїв є недостатня ефективність сепарації тільки при використанні сил інерції, що створює умови для вторинного виносу крапель. Як аналоги прийняті пристрої SU № 1071783A F01M 13/04, B01D45/08 SU № 1101569A F01M 13/04, B01D45/08 Наведені аналоги, крім загальних недоліків викладених вище, мають наступні індивідуальні недоліки: У авторському свідоцтві SU № 1071783A F01M 13/04, B01D45/08 не використовується охолодження для підвищення густини рідини для підвищення її відводу у сепаруючих елементах та можливість зриву великих крапель з пластини у патрубок підводу конфузорної форми. У авторському свідоцтві SU № 1101569A F01M 13/04, B01D45/08 використання фільтруючого елемента, що складається з ультратонких елементів, додатково підвищує опір пристрою. Як прототип прийнятий пристрій SU № 1209261A B01D45/08. Цей пристрій включає наступне корпус із патрубками підводу та відводу газу та зливу рідини, конфузор, пластину, пакет кільцевих сіткових елементів що сепарують. Конфузор розташовується у вхідному патрубку та під'єднується до нижньої частини корпусу. Навпроти конфузора розташовується пластина, яка виконує роль інерційної перегородки. Проміж пластиною та корпусом концентрично конфузору розташовується пакет сепаруючих елементів. Використання цього пристрою приводить до можливості заливання сепаруючих елементів відокремленою рідиною, що створює умови для вторинного виносу крапель та використання для осадження частинок при обтіканні перегородки тільки сил інерції. В основу винаходу поставлено задачу підвищення ефективності роботи при відокремленні рідини від газу Ця задача вирішується тим, що в пристрої для відокремлення рідини від газу, який містить корпус із патрубками підводу та відводу газу та зливу рідини, конфузор, розташований у вхідному патрубку, плоску пластину розташовану навпроти конфузора, поверхня пластини проміж кільцевим сепаруючим елементом вкрита пористою прокладкою, а в тілі пластини під периферичною частиною прокладки є хоча б одна кільцева проточка з крізним отвором. Крім того діаметр пористої прокладки складає не менше чотирьох діаметрів перерізу конфузора, пакет кільцевих сепаруючих елементів, розташованих концентрично конфузору та проміж пластиною та корпусом. Покриття поверхні пластини між кільцевим сепаруючим елементом пористої прокладки, виконання в тілі пластини під периферійною частиною прокладки хоча б однієї кільцевої проточки з крізними отворами дозволяє інтенсифікувати процес осадження крапель, окрім сил інерції, також силами турбулентної дифузії та турбофорезу, виникаючих від високої турбулізації потоку та утворення відривних зон на поверхні пористої прокладки при її обтіканні розгорнутим струменем. Осаджені частинки утворюють плівку, яка втягується пористою прокладкою за рахунок капілярних сил та транспортується потоком до кільцевих проточок та заповнює їх. Заповненню проточок сприяють капілярнісили. З проточок рідина відводиться через крізні отвори, чому сприяють слабкий рух потоку та сила тяжіння. Таким чином вирішується задача підвищення ефективності осадження частинок та відводу вловленої рідини, що покращує роботу сепаруючого елемента та підвищує якість очищення. Виконання пористої прокладки діаметром не менше чотирьох діаметрів вихідної частини конфузора обумовлено наступним. Як показали експерименти, розворот струменя, що витікає з конфузора завершується на кільцевій ділянці до двох діаметрів вихідного перерізу. На цій ділянці відбувається інерційне осадження крапель. Осадження частинок на пористій прокладці за рахунок турбулентної дифузії та турбофорезу починається за зоною розвернутого струменя, тобто після двох діаметрів вихідного перерізу конфузора. Запасу енергії струменя, як показали експерименти, вистачає на ефективну генерацію турбулентності та створення відривних процесів на поверхні до 4…5 діаметрів конфузора, що обумовило розміри прокладки. 1 UA 114207 C2 5 10 15 20 25 Перераховані ознаки відповідають критеріям новизни, позитивного ефекту та суттєвих відмінностей. На кресленні відображено загальний вигляд пристрою для відокремлення рідини від газу. Він складається з корпусу 1, що складається з двох частин 2, 3; патрубків підводу газу 4 з конфузором 5; патрубком відводу газу 6; зливу рідини 7; пластини 8 з кільцевими проточками 9 із крізними отворами 10; пористою прокладкою 11, що розташована під пластиною в просторі між сепаруючим елементом 12. Сепаруючий елемент 12 розташовано концентрично конфузору 5 між верхньою частиною корпусу 3 та пластиною 8. Пориста прокладка 11 покриває пластину та кільцеву проточку в площині між сепаруючим елементом. Вона може виготовлятися з декільком шарів гофрованої сітки, в яких кути нахилу гофрів в сусідніх шарах не співпадають. Прокладка має діаметр не менше 4-ох діаметрів конфузора. Пристрій для відокремлення рідини від газу працює наступним чином. Газ, що потрапляє в конфузор 5, де його швидкість збільшується та у вигляді струменя обтікає пластину 8, вкриту пористою прокладкою 11. На поверхні прокладки розміром до 2-ох діаметрів конфузора відбувається інерційне осадження частинок, а за ним струмінь розвертається та відбувається осадження частинок за рахунок сил турбулентної дифузії та турбофорезу. Ці сили виникають внаслідок наявності градієнтів пульсацій при обтіканні пористої прокладки, так як елементи прокладки створюють відривні течії та генерують турбулентність. Осаджені краплі зливаються одна з одною та утворюють плівку, яка втягується в прокладку за рахунок капілярних сил та транспортується потоком до кільцевих проточок 9, куди і потрапляє. Потраплянню плівки сприяють капілярні сили, які виникають в кутах проточки 9. З останньої рідина по отворах 10 за рахунок сили тяжіння та руху газу потрапляє в нижню частину корпусу та видаляється через патрубок 7. Остаточне очищення газу відбувається в сепаруючому елементі 12, де краплі уловлюються та укрупнюються та потім виносяться потоком та осаджуються за рахунок сили тяжіння. Очищений газ видаляється через патрубок 6. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 1. Пристрій для відокремлення рідини від газу, який містить корпус із патрубками підводу та відводу газу та зливу рідини, конфузор, розташований у вхідному патрубку, плоску пластину, розташовану навпроти конфузора, пакет кільцевих сепаруючих елементів, розташованих концентрично конфузору та проміж пластиною та корпусом, який відрізняється тим, що для підвищення ефективності роботи при відокремленні рідини від газу поверхня пластини проміж кільцевим сепаруючим елементом вкрита пористою прокладкою, а в тілі пластини під периферичною частиною прокладки є хоча б одна кільцева проточка з крізним отвором. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що діаметр пористої прокладки складає не менше чотирьох діаметрів перерізу конфузора. 2 UA 114207 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3