Сепаратор

1. Сепаратор, що містить порожнистий циліндричний вертикальний корпус з вхідним патрубком, верхню кришку з вихідним патрубком, нижню кришку зі зливним патрубком, дефлектор, розташований у корпусі на рівні вхідного патрубка, вертикальний сепараційний пакет, антизавихрювач газового потоку, встановлений у нижній частині вертикального сепараційного пакета, і екран, розташований у нижній частині корпуса під антизавихрювачем газового потоку над зливним патрубком, який відрізняється тим, що екран виконаний у вигляді двох перфорованих дисків, які з'єднані між собою з утворенням між ними зазору, причому осі 3 14020 4 тину апарата без вторинного уносу завдяки особАнтизавихрювач виконаний у вигляді верхньоливостям виконання дифузора. го і нижнього осьових дисків (днищ), що розташоЗ дифузора газ попадає в центральну частину вані співвісно і з'єднані між собою за допомогою розкручуючого потік елемента. Пройшовши через радіальних пластин, встановлених між ними. Верцей елемент, газ очищається на сепараційних хній осьовий диск антизавихрювача з'єднаний з пластинах, закріплених на корпусі апарата. Відсенижньою частиною сепараційних пластин сепарапарована рідина стікає в нижню частину апарата. ційного пакета з утворенням кільцевого радіальноДалі газ надходить у центральну частину верго зазору між верхнім осьовим диском і сепараційхнього сепараційного елемента, де відбувається ними пластинами. коагуляція залишків дрібнодисперсного аерозолю. Екран, що розташований у нижній частині корРідина під дією гравітаційної сили стікає в нижню пуса під антизавихрювачем над зливним патрубчастину апарата. ком, виконаний у вигляді плоскої шайби, закріплеГаз направляється в конфузор, де остаточно ної на корпусі з утворенням кільцевого зазору між очищається і видаляється з апарата. плоскою шайбою і циліндричним корпусом сепараВідсепарована рідина видаляється з нижньої тора. частини апарата через патрубок виводу відсепаСепаратор працює таким чином. Газорідинна рованої рідини. суміш підводиться в сепаратор через вхідний патОписаний сепаратор має складну конструкцію рубок в дефлектор. Дефлектор закручує газовий й обмежені можливості застосування через наявпотік, перешкоджає надходженню газу в осьову ність тангенціального вводу. Таке конструктивне зону сепараційного пакета без попереднього серішення приводить до ослаблення корпуса апарапарації газорідинної суміші. У кільцевому просторі, та за рахунок вирізу під тангенціальний ввід, а утвореному вертикальною циліндричною стінкою також стирання корпуса абразивними частками, корпуса і сепараційними пластинами вертикальнощо знаходяться в потоці. З цієї причини застосуго сепаратора, з газового потоку виділяється освання тангенціального вхідного патрубка для сеновна маса рідини. Краплі рідини відкидаються параторів на високий тиск (газоконденсатні родовідцентровою силою на стінки корпуса і під дією вища) не рекомендується. Застосування дифузора гравітаційних сил по ходу обертання газового поі конфузора з кільцевими каплевідбивниками обтоку по спадній спіралі транспортуються через межує діапазон навантажень по газовій і рідинній кільцевий зазор між корпусом і екраном до зливнофазах. Робота апарата в пробковому режимі пого патрубка. дачі рідинно-газового потоку проблематична, тому Дрібнодисперсна краплинна рідина, що не осіщо вхідний патрубок розташований у нижній часла на корпусі, попадає на зовнішню поверхню сетині корпуса, напрямок рідинно-газового потоку параційних пластин і транспортується газовим знизу вверх, що може привести до перевантаженпотоком через вертикальні щілинні канали, потраня зливальних пристроїв і захлинуванню сепарапляючи на внутрішню поверхню сепараційних платора. Крім того, конструктивні особливості сепарастин. Роса, краплі, плівка рідини, що осіли на сетора викликають високий гідродинамічний опір, що параційних пластинах, зганяються до нижньої обмежує пропускну здатність апарата. кромки сепараційного пакета, поступають на екЯк прототип вибрано сепаратор "Колібрі", віран, звідкіля через кільцевий зазор між екраном і домий по [патенту Російської Федерації корпусом транспортуються в напрямку зливного №2244584, МКВ7 B01D45/12, дата подачі заявки патрубка. Очищений газовий потік через отвір у 2003.08.21]. горизонтальній перегородці і вихідний патрубок Сепаратор містить вертикальний циліндричнадходить до споживача. ний корпус, вхідний патрубок, установлений на Загальними ознаками прототипу і рішення, що корпусі уверхній його частині, горизонтальну пезаявляється, являються: порожнистий циліндричрегородку у верхній частині корпуса з отвором, над ний вертикальний корпус з вхідним патрубком, яким розташований вихідний патрубок, зливний верхня кришка з вихідним патрубком, нижня кришпатрубок у нижній частині корпуса, дефлектор, що ка зі зливним патрубком, дефлектор, розташоваформує обертальний рух газорідинного потоку ний в корпусі на рівні вхідного патрубка, вертикаусередині сепаратора, вертикальний сепараційний льний сепараційний пакет, антизавихрювач пакет, антизавихрювач, встановлений у нижній газового потоку, встановлений в нижній частині частині сепараційного пакета, екран, розташовавертикального сепараційного пакета, екран, розний під антизавихрювачем над зливним патрубташований в нижній частині корпуса під антизавиком. хрювачем газового потоку над зливним патрубком. Вертикальний сепараційний пакет складається Особливості виконання сепаратора - прототиз плоских вертикальних вигнутих сепараційних пу, у порівнянні з аналогом, дозволяють спростити пластин. Пластини закріплені по внутрішньому конструкцію, знизити втрати напору і тим самим периметру горизонтальної перегородки й утворюзбільшити продуктивність апарата. Однак, наявють вертикальні щілинні канали між собою. ність екрана між нижньою частиною корпуса і сеУ верхній частині сепараційного пакета між зопараційним пакетом, виконаного у вигляді суцільвнішньою поверхнею вихідного патрубка і внутріної плоскої шайби, встановленої в корпусі з шньою поверхнею верхньої частини сепараційних утворенням кільцевого зазору між шайбою і корпупластин сепараційного пакета утворений кільцесом, створює додатковий гідродинамічний опір і вий зазор, що разом з горизонтальною перегородвтрати напору, що обмежує пропускну здатність кою формує кільцевий карман. апарата. 5 14020 6 В основу корисної моделі поставлена задача мічного опору і втрат напору, чим забезпечується удосконалення сепаратора, в якому за рахунок підвищення пропускної здатності сепаратора. конструктивних особливостей його виконання заВідмітні ознаки корисної моделі (виконання екбезпечується зменшення гідродинамічного опору і рана у вигляді двох перфорованих дисків, що з'єдвтрат напору, чим досягається підвищення пропунані між собою з утворенням між ними зазору, скної здатності сепаратора. зміщення у горизонтальному напрямку осей отвоПоставлена задача вирішується тим, що в серів одного з перфорованих дисків відносно осей параторі, який містить порожнистий циліндричний отворів другого перфорованого диска) у взаємодії вертикальний корпус з вхідним патрубком, верхню з відомими ознаками дозволяють зменшити гідрокришку з вихідним патрубком, нижню кришку зі динамічний опір газовому потоку, направленому з зливним патрубком, дефлектор, розташований у нижньої частини корпуса убік вихідного патрубка. корпусі на рівні вхідного патрубка, вертикальний Так, у прототипі газовий потік з нижньої частини сепараційний пакет, антизавихрювач газового покорпуса убік вихідного патрубка міг проходити току, встановлений у нижній частині вертикального тільки через кільцевий зазор між екраном і стінкасепараційного пакета, і екран, розташований у ми корпуса з відповідним гідродинамічним опором. нижній частині корпуса під антизавихрювачем гаПри цьому слід зазначити, що в прототипі через зового потоку над зливним патрубком, відповідно зазначений зазор вся відсепарована рідина наддо корисної моделі, екран виконаний у вигляді ходить до зливного патрубка в напрямку, зустрічдвох перфорованих дисків, що з'єднані між собою ному газовому потоку. У таких умовах можливий з утворенням між ними зазору, при цьому осі отвоунос відсепарованої рідини газовим потоком. Вирів одного з перфорованих дисків зміщені в гориконання екрана у вигляді двох перфорованих дисзонтальному напрямку відносно осей отворів друків, що з'єднані між собою з утворенням між ними гого перфорованого диска. зазору, дозволяє направляти газовий потік з нижЗазначені ознаки складають сутність корисної ньої частини корпуса убік вихідного патрубка як моделі. через кільцевий зазор між екраном і стінками корДоцільно отвори в перфорованих дисках викопуса, так і через отвори перфорованих дисків, що нати з рівним діаметром, а осі отворів одного з зменшує гідродинамічний опір газовому потоку. перфорованих дисків змістити відносно осей отвоПри цьому зміщення у горизонтальному напрямку рів другого перфорованого диска на величину не осей отворів одного з перфорованих дисків відноменше діаметра отворів. сно осей отворів другого перфорованого диска Доцільно перфоровані диски зв'язати з антипопереджає унос відсепарованої рідини газовим завихрювачем газового потоку за допомогою осі, потоком. з'єднаної з антизавихрювачем газового потоку, і Виконання отворів у перфорованих дисках з втулки, з'єднаної з перфорованими дисками і рівним діаметром і зміщення осі отворів одного з встановленої на зазначеній осі по ковзній посадці. перфорованих дисків відносно осей отворів іншого Доцільно також у верхній частині корпуса заперфорованого диска на величину не менше діакріпити опорний диск з отвором, вертикальний метра отворів попереджує унос відсепарованої сепараційний пакет верхньою кромкою з'єднати з рідини газовим потоком і забезпечує технологічопорним диском по периметру зазначеного отвору, ність конструкції. а отвір з'єднати з вихідним патрубком через наУстановка у верхній частині корпуса опорного правляючий конус. диска, з яким верхньою кромкою з'єднаний вертиІстотні ознаки корисної моделі знаходяться в кальний сепараційний пакет, а також зв'язок антипричинно-наслідковому зв'язку з технічним резульзавихрювача газового потоку, встановленого в татом, що досягається. нижній частині вертикального сепараційного пакеТак, ознаки, що включають: та, з перфорованими дисками екрана по ковзній - порожнистий циліндричний вертикальний копосадці забезпечує надійне закріплення вертикарпус з вхідним патрубком, льного сепараційного пакета в корпусі і компенса- верхню кришку з вихідним патрубком, цію нерівномірного термічного розширення сепа- нижню кришку зі зливним патрубком, раційного пакета і корпуса при подачі в сепаратор - дефлектор, розташований у корпусі на рівні газорідинного потоку з високою температурою. вхідного патрубка, Нижче приводиться докладний опис сепарато- вертикальний сепараційний пакет у корпусі, ра, що заявляється, з посиланнями на креслення, - антизавихрювач газового потоку, встановлена яких показано: ний у нижній частині вертикального сепараційного Фіг.1 - Сепаратор, поздовжній розріз. пакета, Фіг.2 - Сепаратор, розріз А-А на Фіг.1. - екран, розташований у нижній частині корпуФіг.3 - Сепаратор, розріз Б-Б на Фіг.1. са під антизавихрювачем газового потоку над злиФіг.4 - Сепаратор, екран у збільшеному масшвним патрубком, табі, зверху. - виконання екрана у вигляді двох перфороваФіг.5 - Сепаратор, розріз В-В на Фіг.4. них дисків, що з'єднані між собою з утворенням Сепаратор містить порожнистий циліндричний між ними зазору, зміщення осей отворів одного з вертикальний корпус 1 з вхідним патрубком 2, перфорованих дисків у горизонтальному напрямку верхню сферичну кришку 3 з вихідним патрубком відносно осей отворів другого перфорованого дис4, нижню сферичну кришку 5 зі зливним патрубком ка являються необхідними і достатніми для досяг6. Вхідний патрубок 2 розташований тангенціально нення технічного результату, який виражається в на бічній поверхні корпуса 1 зі зміщенням відносно зменшення, у порівнянні з прототипом, гідродинаосі 7 корпуса 1, вихідний патрубком 4 розташова 7 14020 8 ний вертикально. У верхній частині корпуса 1 заСепараційний пакет 13 встановлений у порожкріплений опорний диск 8 з отвором 9. Отвір 9 нині корпуса 1 на рівній відстані від поверхні дез'єднаний з вихідним патрубком 4 через направфлектора 11 і внутрішньої стінки корпуса 1, з утволяючий конус 10. ренням кільцевого зазору 38. Карман 36 У корпусі 1 на рівні вхідного патрубка 2 розтарозміщений уздовж стінки корпуса 1 з розташушований дефлектор 11 з відбивною пластиною 12, ванням нижнього кінця кармана 36 на рівні нижщо формує обертальний рух газорідинного потоку нього кінця сепараційних пластин 16 сепараційнов порожнині корпуса 1. Усередині корпуса 1 устаго пакета 13. новлений з ексцентриситетом відносно осі 7 корСепаратор працює таким чином. пуса 1 вертикальний сепараційний пакет 13, антиГазорідинна суміш під тиском подається в позавихрювач газового потоку 14, що встановлений рожнину корпуса 1 через патрубок, що підводить, у нижній частині вертикального сепараційного па2 і по відбивній пластині 12 подається в направкета 13, екран 15, розташований у нижній частині ляючий канал 35. Під дією відцентрових сил потік корпуса 1 під антизавихрювачем газового потоку приводиться в обертальний рух усередині дефле14 над зливним патрубком 6. ктора 11 з виходом у кільцевий зазор 38 між сепаСепараційний пакет 13 виконаний з множини раційним пакетом 13 і внутрішньою стінкою корпувигнутих вертикальних сепараційних пластин 16, са 1. З газорідинного потоку виділяється розташованих з утворенням вертикальних щілинкраплинна рідина, яка за рахунок впливу тангенціних каналів 17 між сепараційними пластинами 16. альних сил відкидається до стінки корпуса 1 і під Верхня кромка сепараційного пакета 13 закріплена дією гравітаційних сил по ходу газового потоку по на опорному диску 8 по периметру отвору 9, викоспадній спіралі транспортується через кільцевий наного в опорному диску 8, з утворенням кільцевозазор 31 до зливного патрубка 6. го зазору 18 між внутрішньою поверхнею сепараДрібнодисперсна краплинна рідина, що не осіційних пластин 16 сепараційного пакета 13 і ла на внутрішній поверхні вертикального корпуса отвором 9 в опорному диску 8. 1, попадає на зовнішню поверхню сепараційних Антизавихрювач газового потоку 14 встановпластин 16 і через щілинні канали 17 надходить лений у нижній частині вертикального сепараційусередину сепараційного пакета 13. Транспортуюного пакета 13 і виконаний у вигляді верхнього чи з однієї сепараційної пластини 16 на іншу, під осьового диска 19 і нижнього осьового диска 20, впливом відцентрових і гравітаційних сил плівка що розташовані співвісно і паралельно на деякій рідини закручується і по гвинтовій спіралі опускавідстані друг від друга і з'єднані між собою радіається до верхнього осьового диска 19, скидається льними пластинами 21. Верхній осьовий диск 19 на поверхню перфорованого диска 22 і через з'єднаний з нижньою частиною сепараційного паотвори 26, 27 перфорованих дисків 22, 23, а також кета 13 з утворенням радіального зазору 22 між через зазор 31 подається в піддон 32 і далі до верхнім осьовим диском 19 і внутрішньою поверхзливного патрубка 6. нею сепараційних пластин 16 сепараційного пакеРадіальні пластини 21, за рахунок направлента 13. ня назустріч газорідинному потоку і своїй криволіЕкран 15 розташований у нижній частині корнійній поверхні, перешкоджають передачі обертапуса 1 під антизавихрювачем газового потоку 14 льного руху газового потоку на шар рідини під над зливним патрубком 6 і виконаний у вигляді нижнім осьовим диском 20, що сприяє кращому двох перфорованих дисків 22 і 23, що з'єднані між стіканню рідини до зливного патрубка 6. собою опорами 24 з утворенням між ними зазору Виконання екрана 15 у вигляді двох перфоро25. Отвори 26 і 27 у перфорованих дисках 22 і 23 ваних дисків 22, 23, розташованих із зазором 25, у виконані з рівним діаметром. Осі 28 отворів 26 яких отвори 26, 27 зміщені в горизонтальному наперфорованого диска 22 зміщені в горизонтальпрямку на величину не менше діаметра отворів 26 ному напрямку відносно осей 29 отворів 27 пері 27 забезпечує проходження газового потоку з форованого диска 23 на величину не менше діанижньої частини корпуса 1 через отвори 26, 27, метра отворів 26 і 27. Перфоровані диски 22 і 23 кільцевий зазор 31 з мінімальним гідродинамічним установлені на косинках 30, закріплених на корпусі опором і попереджає вторинний унос відсепарова1 з утворенням зазору 31 між внутрішньою поверної рідини газовим потоком. хнею корпуса 1 і перфорованими дисками 22 і 23 Відсепарований газ через внутрішню порождля подачі відсепарованої рідини в піддон 32 і далі нину сепараційного пакета 10 і через направляюдо зливного патрубка 6. чий конус 10, закріплений на опорному диску 8, Перфоровані диски 22 і 23 зв'язані з антизавинаправляється до вихідного патрубка 4 і далі до хрювачем газового потоку 14 за допомогою осі 33, споживача. з'єднаної з антизавихрювачем газового потоку 14, і При високій концентрації рідини в газорідинвтулки 34, з'єднаної з перфорованими дисками 22 і ному потоці, останній по вхідному патрубку 2 по23 і встановленої на зазначеній осі 33 по ковзній дається усередину корпуса 1 і при взаємодії з відпосадці. бивною пластиною 12, здобуває обертальний рух і Дефлектор 11 з відбивною пластиною 12 фодалі обертається в кільцевому зазорі 38 між зоврмують направляючий канал 35, для подачі потоку нішньою поверхнею сепараційного пакета 13 і внугазорідинної суміші в порожнину корпуса 1, з дотрішньою поверхнею корпуса 1. Далі газорідинний данням йому обертального руху. За відбивною потік транспортується до щілинного зазору 37 капластиною 12 сформований карман 36, порожнина рмана 36, де при взаємодії зі зворотною стороною якого гідравлічне зв'язана щілинним зазором 37 з відбивної пластини 12, рідина уздовж стінки корпупорожниною корпуса 1. са 1 транспортується вниз до рівня розташування 9 14020 10 торця сепараційних пластин 16 сепараційного пачне розширення сепараційних пластин 16 сепаракета 13 і далі через зазор 31 у піддон 32 до зливційного пакета 13 компенсується шляхом вільного ного патрубка 6. переміщення разом з ними антизавихрювача газоПри подачі в сепаратор газорідинного потоку з вого потоку 14 відносно екрана 15 завдяки ковзній високою температурою спостерігається нерівноміпосадці втулки 34 на осі 33. рне нагрівання внутрішніх деталей і вузлів сепараЗапропонований сепаратор має просту, техтора в порівнянні з корпусом 1, що приводить до нологічну конструкцію, забезпечує, у порівнянні з нерівномірної термічної зміни розмірів сепараційпрототипом, зменшення гідродинамічного опору і ного пакета 13 і корпуса 1. У цьому випадку терміпідвищення пропускної здатності сепаратора. Комп’ютерна верстка В. 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. Київ – 42, 01601