Сепаратор газовий вихрового типу
Номер патенту: 87207
Опубліковано: 25.06.2009
Формула / Реферат
1. Сепаратор газовий вихрового типу, що містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє і нижнє днища, вхідний, вихідний і зливний патрубки, дефлектор з відбиваючою пластиною, сепараційний пакет із вигнутими пластинами і щілинними каналами, проміжне днище, вловлюючу кишеню, дренажну трубку, нижній осьовий диск, пальці, Г-подібні пластини, кишеню-пастку, верхній осьовий диск, радіальні пластини, кільцевий зазор, перепускний зазор, який відрізняється тим, що сепаратор додатково містить принаймні одну горизонтальну пластину, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса сепаратора в зоні між сепараційним пакетом і корпусом, причому один з торців горизонтальної пластини розміщений поблизу виходу з дефлектора, а сама пластина виконана в формі частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора і менше відстані від сепараційного пакета до корпуса сепаратора.
2. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 1, який відрізняється тим, що сепараційний пакет виконаний циліндричної форми і розташований у корпусі сепаратора із зсувом у напрямку від дефлектора на відстань, не більшу половини середньої відстані від дефлектора до корпуса сепаратора.
3. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 1, який відрізняється тим, що верхнє днище виконане таким, що між ним і горизонтальною перегородкою утворена верхня накопичувальна камера, яка містить конусоподібні напрямні конфузори, верхні кільцеві зазори, вихідний вертикальний патрубок.
4. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 3, який відрізняється тим, що верхня накопичувальна камера містить співвісно розташовані конусоподібні пластини різного розміру, верхні кільцеві зазори, кільцеву гідравлічну кишеню, вихідний горизонтальний патрубок.
5. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 1, який відрізняється тим, що горизонтальна пластина розміщена на рівні нижньої кромки виходу дефлектора і виконана у формі сегмента кільця, ширина якого дорівнює ширині виходу дефлектора.
6. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 1, який відрізняється тим, що він містить дві горизонтальні пластини, при цьому перша розміщена на рівні нижнього краю сепараційного пакета, а друга - на рівні середини сепараційного пакета.
7. Сепаратор газовий вихрового типу за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що горизонтальна пластина виконана такою, що звужується по ширині до її далекого торця по ходу руху газового потоку.
8. Сепаратор газовий вихрового типу за одним з пп. 1-7, який відрізняється тим, що нижній кінець дренажної трубки забезпечений гідравлічним затвором.
Текст
1. Сепаратор газовий вихрового типу, що містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє і нижнє днища, вхідний, вихідний і зливний патрубки, дефлектор з відбиваючою пластиною, сепараційний пакет із вигнутими пластинами і щілинними каналами, проміжне днище, вловлюючу кишеню, дренажну трубку, нижній осьовий диск, пальці, Гподібні пластини, кишеню-пастку, верхній осьовий диск, радіальні пластини, кільцевий зазор, перепускний зазор, який відрізняється тим, що сепаратор додатково містить принаймні одну горизонтальну пластину, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса сепаратора в зоні між сепараційним пакетом і корпусом, причому один з торців горизонтальної пластини розміщений поблизу виходу з дефлектора, а сама пластина виконана в формі частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора і менше відстані від сепараційного пакета до корпуса сепаратора. 2. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 1, який відрізняється тим, що сепараційний пакет вико C2 2 UA 1 3 Недоліком зазначеного пристрою є складна і малоефективна конструкція введення газорідинної суміші, яка приводить до того, що рідина, яка відокремилася із вхідної газорідинної суміші при проходженні через вхідний патрубок уздовж криволінійної пластини і вертикальної пластини через жолоби знову значною мірою захоплюється вхідною сумішшю з кромки вертикальної пластини. Відомий також відцентровий сепаратор (а.с. СРСР на винахід №411271, МПК F22B37/32, B01D45/12, 1974), який містить корпус із трубою, що відводить пару, на якій укріплена гвинтова лопать із радіальним підводячим патрубком, що має сферичну напрямну, яка розміщена під кутом, рівним куту нахилу гвинтової лопаті. Відома також вихрова камера Мелкумова (а.с. СРСР на винахід №1113155, МПК B01D45/12, B01D50/00, 1984), що містить кожух, тангенціальний впускний канал з приєднаною до нього багатозаходною гвинтовою напрямною, периферійні кромки якої розташовані нижче внутрішніх, осьовий випускний патрубок, камеру збору, центральну витяжну трубу з конічним розтрубом, обичайку, розташовану між трубою і кожухом. Верхня частина обичайки приєднана до периферійних кромок останнього витка гвинтової напрямної, що розташовані на відстані від стінок кожуха. Відомий також сепаратор (патент РФ на винахід №2176056, МПК 7 F25B43/02, 2001), що містить вертикальний корпус із розміщеним збоку штуцером входу і штуцером виходу газу, співвісно встановлений у ньому завихрувач у вигляді склянки зі спірально виконаним на зовнішній поверхні витком. При цьому на початку витка додатково встановлена пластина, прикріплена до поверхні частини витка і вертикальної утворюючої склянки з утворенням перегородки, причому завихрувач установлений в корпусі так, що пластинаперегородка розташована на рівні штуцера входу газу і зміщена від вертикальної осі останнього на величину його внутрішнього радіуса у бік, протилежний напрямку витка, а в нижній частиш завихрувача додатково закріплений фланець трикутної форми з обрізаними вершинами по внутрішньому діаметру корпуса з утворенням прорізів для проходу газу і центральним отвором. Недоліком зазначених у попередньому абзаці технічних рішень є наявність напрямних, встановлених по всій ширині внутрішнього простору між корпусом і елементами, розташованими в центрі корпуса. Це приводить до звуження діапазону ефективного навантаження на сепаратор: при значному збільшенні витрат газорідинної суміші на вході відбувається «запирання» потоку, що, у свою чергу, призводить до значного зростання гідравлічного опору в області напрямних і, як наслідок, зростанню загального перепаду тиску на сепараторі. Схожі процеси відбуваються в наведеній конструкції і при потраплянні в сепаратор рідинної пробки, що характерно для процесів нафтогазового видобутку. При цьому перепад тиску на сепараторі значно більше у порівнянні з газовим середовищем за рахунок того, що щільність рідини на кілька порядків перевищує щільність газу. Недоліком є також гвинтова форма таких напрямних, що призводить до ускладнення конструкції, усклад 87207 4 нення її виготовлення. Це також призводить до складності варіювання параметрів сепаратора, тому що для зміни шляху потоку уздовж такої напрямної (кількості обертів, що робить потік) потрібно значно змінювати конструкцію напрямної, змінюючи або кількість витків, або крок витків. При цьому збільшення вищезгаданого шляху потоку за рахунок зменшення кроку витків незмінно призводить до значного зменшення пропускної здатності. Якщо ж зазначене збільшення шляху досягається за рахунок збільшення кількості витків, то це приводить до збільшення висоти сепаратора. По сукупності істотних ознак і призначенню, що реалізується, найбільш близьким технічним рішенням до газового сепаратора вихрового типу, що заявляється, є однойменна група технічних рішень по патенту РФ на корисну модель №58379 (МПК 8 B01D45/16; B01D45/02, 2006). По першому варіанту патенту № 58379 сепаратор містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє і нижнє днища, вхідний, зливний і вертикальний вихідний патрубки, дефлектор, вловлюючу кишеню, сепараційний пакет, що складається з вертикальних плоских вигнутих сепараційних пластин, які в зоні напустки утворюють щілинні канали, проміжне днище, кишеню-пастку, розташовану у верхній частині сепараційного пакету, горизонтальну перегородку, розташовану над сепараційним пакетом, і конусоподібні напрямні конфузори, розташовані переважно над горизонтальною перегородкою між сепараційним пакетом і вихідним патрубком і співвісно з ними, при цьому напрямні конфузори розташовані один над іншим з частковим перекриттям, і утворюють у зоні перекриття кільцеві зазори. При цьому дренажна трубка гідравлічно з'єднує простір, утворений конфузорами, верхньою частиною вертикального корпуса, верхнім днищем і горизонтальною перегородкою з нижньою частиною сепаратора. По другому варіанту патенту № 58379 сепаратор містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє і нижнє днища, вхідний, зливний і горизонтальний вихідний патрубки, дефлектор, вловлюючу кишеню, сепараційний пакет, що складається з вертикальних плоских вигнутих сепараційних пластин, які в зоні напустки утворюють щілинні канали, проміжне днище, кишеню-пастку, розташовану у верхній частині сепараційного пакета, горизонтальну перегородку, розташовану над сепараційним пакетом, тонкошаровий відбійник, що містить співвісно розташовані над горизонтальною перегородкою конусоподібні пластини різного розміру, і кільцеву гідравлічну кишеню. При цьому дренажна трубка гідравлічно з'єднує гідравлічну кишеню з нижньою частиною сепаратора. Недоліком групи зазначених сепараторів є конструкція кожного сепаратора в просторі між сепараційним пакетом і внутрішньою стінкою корпуса, при якій газорідинний потік, що виходить з дефлектора, проходить невеликий шлях уздовж внутрішньої стінки корпуса по спіралі вниз (основна частина потоку проходить не більше одного оберту) до досягнення нижнього краю сепараційного пакету. Це призводить до недостатньої ефективності сепарації газорідинного потоку в цій зоні, тому що частина часток рідини не встигає за такий 5 короткий шлях досягти стінки корпуса сепаратора, транспортується з потоком на сепараційний пакет і далі - на інші ступені сепарації, збільшуючи їхнє завантаження, знижуючи ефективність сепаратора в цілому. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу створення такої конструкції сепаратора газового вихрового типу, шляхом удосконалення відомої, яка б дозволила підвищити ступень очищення сирого газу від рідини і механічних домішок за рахунок ефективного використання простору сепаратора між сепараційним пакетом і корпусом, збільшення середнього шляху, що його проходить газорідинний потік усередині сепаратора від виходу з дефлектора до потрапляння в сепараційний пакет. Технічним результатом, який забезпечується винаходом, що заявляється, є збільшення середнього криволінійного шляху газорідинного потоку навколо сепараційного пакета без збільшення зовнішніх габаритів сепаратора і швидкості потоку на виході з дефлектора (а, отже, без збільшення гідравлічного опору дефлектора). Це призводить до збільшення часу дії відцентрових сил на частки зазначеного потоку, що рухається усередині сепаратора. Це у свою чергу призводить до збільшення кількості часток рідини і механічних домішок, що досягають циліндричної стінки корпуса сепаратора, тобто видаляються зі згаданого потоку, що сприяє підвищенню ефективності сепарації та вловлювання мілкодисперсних та аерозольних рідких і твердих часток з газового потоку. Поставлена задача осягається тим, що сепаратор газовий вихрового типу містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє, виготовлене у вигляді горизонтальної перегородки, і нижнє днища, вхідний, вихідний і зливний патрубки, дефлектор з відбиваючою пластиною, сепараційний пакет із вигнутими пластинами і щілинними каналами, проміжне днище, принаймні одну горизонтальну пластину, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпусасепаратора в зоні між сепараційний пакетом і корпусом, причому один з торців горизонтальної пластини розміщений поблизу виходу з дефлектора, а сама пластина виконана в формі частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора і менше відстані від сепараційного пакета до корпуса сепаратора, вловлюючу кишеню, дренажну трубку, що розташована в уловлюючій кишені, гідравлічний затвор, розташований у нижньому кінці дренажної трубки, нижній осьовий диск, пальці, Г-подібні пластини, кишеню-пастку, верхній осьовий диск, радіальні пластини, кільцевий зазор, перепускний зазор. На Фіг.1 показана схема сепаратора, поздовжній розріз (переріз Б-Б Фіг.2); на Фіг.2 - схема сепаратора, поперечний розріз (переріз А-А Фіг.1); на Фіг.3 - вузол сепаратора. Сепаратор газовий вихрового типу містить вертикальний циліндричний корпус 1, верхнє 2, виготовлене у вигляді горизонтальної перегородки, і нижнє 3 днища, вхідний 4, вихідний 5 і зливний 6 патрубки, дефлектор 7 з відбиваючою пластиною 8, сепараційний пакет 9 із вигнутими пластинами 87207 6 10 і щілинними каналами 11, проміжне днище 12, принаймні одну горизонтальну пластину 13, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса 1 сепаратора в зоні між сепараційним пакетом 9 і корпусом 1, причому один з торців горизонтальної пластини 13 розміщений поблизу виходу з дефлектора 7, а сама пластина 13 виконана в формі частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора 7 і менше відстані від сепараційного пакета 9 до корпуса сепаратора, вловлюючу кишеню 14, дренажну трубку 15, що розташована в уловлюючій кишені 14, гідравлічний затвор 16, розташований у нижньому кінці дренажної трубки 15, нижній осьовий диск 17, пальці 18, Г-подібні пластини 19, кишеню-пастку 20, верхній осьовий диск 21, радіальні пластини 22, кільцевий зазор 23, перепускний зазор 24. Вхідний патрубок 4 жорстко закріплений у циліндричному корпусі 1 сепаратора і розташований у ньому із зсувом, так, що його вісь лежить у площині поперечного перерізу корпусу 1 і не перерізає вісь корпусу 1. Дефлектор 7 розташований біля вхідного патрубка 4 і призначений для формування вихрового руху газового потоку усередині сепаратора. Дефлектор 7 також перешкоджає надходженню газового потоку в осьову зону сепаратора без його попереднього поділу. Горизонтальна пластина 13 виконана у формі частини кільця із зовнішнім діаметром, рівним внутрішньому діаметру корпусу 1 сепаратора і жорстко закріплена в корпусі 1 сепаратора. Один із торців горизонтальної пластини 13 розташований поблизу виходу з дефлектора 7. Ширина горизонтальної пластини 13 менше ширини коридору між сепараційним пакетом 9 і корпусом 1 сепаратора, тобто менше відстані від сепараційного пакета 9 до стінки корпуса 1, і при цьому більше або дорівнює ширині виходу дефлектора 7. Між внутрішнім краєм горизонтальної пластини 13 і сепараційним пакетом 9 утворений перепускний зазор 24. Внутрішня стінка корпуса 1, дефлектор 7 і відбиваюча пластина 8 утворюють вловлюючу кишеню 14, призначену для відводу з вихрового потоку, що рухається, рідини і механічних домішок, притиснутих відцентровою силою до внутрішньої стінки корпуса 1 сепаратора, і Їхнього транспортування в нижню накопичувальну частину сепаратора. Зливний патрубок 6 розташований у нижньому днищі 3 сепаратора. Сепараційний пакет 9 циліндричної форми містить вигнуті пластини 10, розташовані в його утворюючій поверхні, які формують в зоні напустки однакові і постійні по розміру щілинні канали 11. Вигнуті пластини 10 жорстко закріплені у верхній частині до верхнього днища 2, а в нижній частині до нижнього осьового диска 17. Диск 17 жорстко закріплений до N пальців 18, кінці яких розташовані без зазору в отворах проміжного днища 12, розташованого з кільцевим зазором 23 до вертикального корпуса 1, і жорстко закріпленого до корпуса 1 за допомогою Г-подібних пластин 19. При цьому сепараційний пакет 9 розташований в осьовій зоні сепаратора так, що вісь сепараційного пакета 9 паралельна осі циліндричного корпуса 1 сепаратора і зміщена відносно неї на від 7 стань, не більшу половини середньої відстані від дефлектора до корпуса сепаратора. Над нижнім осьовим диском 17 розташований верхній осьовий диск 21, з'єднаний з ним за допомогою радіальних пластин 22, що також призначені для виключення вихрового ефекту газового потоку нижче зони їхнього розташування. Кінці вигнутих пластин 10 спрямовані в різні сторони по дотичній до окружностей, які розташовані у поперечному перерізі сепаратора, одна із яких описананавколо сепараційного пакета 9, а інша вписана в сепараційний пакет 9. Кількість N пальців 18 дорівнює одному (N=1). У верхній частині сепараційного пакета 9 між нижньою зовнішньою поверхнею вихідного патрубка 5 і внутрішньою поверхнею верхньої частини плоских вигнутих пластин 10 утворений зазор, що формує кишеню-пастку 20 нижньої поверхні верхнього днища 2. Газовий сепаратор вихрового типу, що заявляється, працює наступним чином. Газ, що підлягає очищенню (сирий газ), підводять в апарат через вхідний патрубок 4. Установка вхідного патрубка, зміщеного по горизонталі щодо осьової лінії корпуса 1, дозволяє створити ковзний удар об дефлектор 7. Дефлектор 7 з відбиваючою пластиною 8 плавно змінює напрямок руху газу і формує вихровий рух газу навколо сепараційного пакету 9. Горизонтальна пластина 13 створює перешкоду розширенню вниз газорідинного потоку, що виходить з дефлектора 7, збільшуючи в такий спосіб середню довжину шляху цього потоку уздовж внутрішньої стінки корпуса 1 навколо сепараційного пакета 9. При цьому наявність перепускного зазору 24 сприяє відводу рідини в нижню частину корпуса сепаратора до зливного патрубка 6 при її пробкових надходженнях у сепаратор 1, запобігаючи повному потраплянню цієї рідини у внутрішню порожнину сепараційного пакета 9. Крім цього, при значному збільшенні витрат газорідинної суміші через сепаратор 1 наявність перепускного зазору 24 сприяє більше повному розподілу газорідинного потоку на внутрішній утворюючій корпусу 1 сепаратора, що запобігає миттєвому потраплянню газорідинної суміші у внутрішню порожнину сепараційного пакета 9, та в свою чергу призводить до збільшення ефективності роботи сепаратора. У просторі, утвореному стінкою корпуса 1 і сепараційним пакетом 9, з газового потоку виділяється основна маса рідини і механічні домішки. Краплі рідини і механічних домішків відкидаються відцентровою силою на стінки корпуса 1 сепаратора і під дією гравітаційних сил рухаються уздовж цієї стінки по низхідній спіралі по ходу обертання газового потоку. Частина рідини і механічних домішок попадає при цьому у вловлюючу кишеню 14, і стікає по її стінках униз до проміжного днища 12. Досягаючи площини проміжного днища 12, рідина і механічні домішки (ті що потрапили і не потрапили у вловлюючу кишеню 14) проходять через кільцевий зазор 23 між корпусом 1 і проміжним днищем 12, закріпленим на Г-подібних пластинах 19, і транспортуються до зливного патрубка б, розташованого у нижньому днищі 3. Частково маса рі 87207 8 дини і механічні домішки газового потоку з вхідного патрубка 4 потрапляють у кишеню-пастку 20 нижньої поверхні верхнього днища 2, і через дренажну трубку 15, що розташована в уловлюючій кишені 14, транспортуються до зливного патрубка 6. Для забезпечення одностороннього гідравлічного з'єднання кишені-пастки 20 з нижньою частиною сепаратора, нижній кінець дренажної трубки 15 забезпечений гідравлічним затвором 16. Мілкодисперсна краплинна рідина, що не осіла на стінці корпуса 1, попадає на зовнішню поверхню вигнутих пластин 10, і транспортується газовим потоком через щілинні канали 11, на їхню внутрішню поверхню. Опускаючись по внутрішній поверхні пластин 11, частки рідини, наблизившись до нижніх кромок цих пластин 11, зісковзують із них і попадають на поверхню проміжного днища 12, звідки через кільцевий зазор 23 між корпусом 1 і проміжним днищем 12 транспортуються до зливного патрубка 6. Радіальні пластини 22, що з'єднують нижній осьовий диск 17 і верхній осьовий диск 21, забезпечують виключення вихрового ефекту газового потоку нижче зони їхнього розташування, створеної завдяки пальцям 18. Очищений газовий потік направляється у вихідний патрубок 5. В іншій формі виконання газовий сепаратор вихрового типу наведений на Фіг.4. Схема подібна до схеми, що наведена на Фіг.1, додатковим є наявність верхнього днища 2, дренажної трубки 15, що проходить від верхньої накопичувальної камери 25 через отвір поверхні горизонтальної перегородки 26, уловлюючу кишеню 14 до зливного патрубка 6, верхньої накопичувальної камери 25, що знаходиться над горизонтальною перегородкою 26 для цілей уловлювання вловлювання мілкодисперсних та аерозольних рідких часток у вигляді рідинної плівки, жорстко закріплену в корпусі 1, конусоподібних напрямних конфузорів 27, розташованих один над іншим із частковим перекриттям у верхній частині корпуса 1 переважно над горизонтальною перегородкою 26 у її вихідному отворі, верхніх кільцевих зазорів 28, утворені в зоні взаємного перекриття конфузорів 27 і перекриття з вихідним вертикальним патрубком 5, розташовані назустріч руху газового потоку і призначені для відводу плівкової рідини з поверхні конфузорів 27 у верхню накопичувальну камеру 25 сепаратора. Робота газового сепаратору вихрового типу в такій формі виконання подібна до роботи попереднього і полягає у наступному. Газ, що підлягає очищенню (сирий газ), підводять в апарат через вхідний патрубок 4. Установка вхідного патрубка, зміщеного по горизонталі щодо осьової лінії корпуса 1, дозволяє створити ковзний удар-об дефлектор 7. Дефлектор 7 з відбиваючою пластиною 8 плавно змінює напрямок руху газу і формує вихровий рух газу навколо сепараційного пакету 9. Горизонтальна пластина 13 створює перешкоду розширенню вниз газорідинного потоку, що виходить з дефлектора 7, збільшуючи в такий спосіб середню довжину шляху цього потоку уздовж внутрішньої стінки корпуса 1 навколо сепараційного пакета 9. При цьому наявність перепус 9 кного зазору 24 сприяє відводу рідини в нижню частину корпуса сепаратора до зливного патрубка 6 при її пробкових надходженнях у сепаратор 1, запобігаючи повному потраплянню цієї рідини у внутрішню порожнину сепараційного пакета 9. Крім цього, при значному збільшенні витрат газорідинної суміші через сепаратор 1 наявність перепускного зазору 24 сприяє більше повному розподілу газорідинного потоку на внутрішній утворюючій корпусу 1 сепаратора, що запобігає миттєвому потраплянню газорідинної суміші у внутрішню порожнину сепараційного пакета 9, та в свою чергу призводить до збільшення ефективності роботи сепаратора. У просторі, утвореному стінкою корпуса 1 і сепараційним пакетом 9, з газового потоку виділяється основна маса рідини і механічні домішки. Краплі рідини і механічних домішків відкидаються відцентровою силою на стінки корпуса 1 сепаратора і під дією гравітаційних сил рухаються уздовж цієї стінки по низхідній спіралі по ходу обертання газового потоку. Частина рідини і механічних домішок попадає при цьому у вловлюючу кишеню 14, і стікає по її стінках униз до проміжного днища 12. Досягаючи площини проміжного днища 12, рідина і механічні домішки (ті що потрапили і не потрапили у вловлюючу кишеню 14) проходять через кільцевий зазор 23 між корпусом 1 і проміжним днищем 12, закріпленим на Г-подібних пластинах 19, і транспортуються до зливного патрубка 6, розташованого у нижньому днищі 3. Для забезпечення одностороннього гідравлічного з'єднання верхньої накопичувальної камери 25 з нижньою частиною сепаратора встановлена дренажна трубка 15, що проходить через отвір поверхні горизонтальної перегородки 26, уловлюючу кишеню 14 до зливного патрубка 6, нижній кінець дренажної трубки 15 забезпечений гідравлічним затвором 16. Мілкодисперсна краплинна рідина, що не осіла на стінці корпуса 1, попадає на зовнішню поверхню вигнутих пластин 10, і транспортується газовим потоком через щілинні канали 11, на їхню внутрішню поверхню. Опускаючись по внутрішній поверхні пластин 11, частки рідини, наблизившись до нижніх кромок цих пластин 11, зісковзують із них і попадають на поверхню проміжного днища 12, звідки через кільцевий зазор 23 між корпусом 1 і проміжним днищем 12 транспортуються до зливного патрубка 6. Радіальні пластини 22, що з'єднують нижній осьовий диск 17 і верхній осьовий диск 21, забезпечують виключення вихрового ефекту газового потоку нижче зони їхнього розташування, створеної завдяки пальцям 18. Очищений газовий потік направляється у вихідний патрубок 5, при цьому мілкодисперсні та аерозольні рідкі частки вловлюються горизонтальною перегородкою 26 у вигляді рідинної плівки, яка частково потрапляючи на поверхні конусоподібних напрямних конфузорів 27 через верхні кільцеві зазори 28, що розташовані назустріч руху газового потоку, відводиться у верхню накопичувальну камеру 25 сепаратора. У наступній формі виконання газовий сепаратор вихрового типу наведений на Фіг.5. 87207 10 Схема подібна до схеми, що наведена на Фіг.1, додатковим є наявність горизонтального вихідного патрубку 5, дренажної трубки 15, що проходить від кільцевої гідравлічної кишені 29 через отвір поверхні горизонтальної перегородки 26, уловлюючи кишеню 14 до зливного патрубка 6, верхньої накопичувальної камери 25, розташованої над горизонтальною перегородкою 26 для цілей уловлювання вловлювання мілкодисперсних та аерозольних рідких часток у вигляді рідинної плівки, жорстко закріплену в корпусі 1, співвісно розташованих конусоподібних пластин різного розміру 27, верхніх кільцевих зазорів 28, кільцевої гідравлічної кишені 29, кільця 30 для утворення кишені-пастки. Робота газового сепаратору вихрового типу в такій формі виконання подібна до роботи попередніх і полягає у наступному. Газ, що підлягає очищенню (сирий газ), підводять в апарат через вхідний патрубок 4. Установка вхідного патрубка, зміщеного по горизонталі щодо осьової лінії корпуса 1, дозволяє створити ковзний удар об дефлектор 7. Дефлектор 7 з відбиваючою пластиною 8 плавно змінює напрямок руху газу і формує вихровий рух газу навколо сепараційного пакету 9. Горизонтальна пластина 13 створює перешкоду розширенню вниз газорідинного потоку, що виходить з дефлектора 7, збільшуючи в такий спосіб середню довжину шляху цього потоку уздовж внутрішньої стінки корпуса 1 навколо сепараційного пакета 9. При цьому наявність перепускного зазору 24 сприяє відводу рідини в нижню частину корпуса сепаратора до зливного патрубка 6 при її пробкових надходженнях у сепаратор 1, запобігаючи повному потраплянню цієї рідини у внутрішню порожнину сепараційного пакета 9. Крім цього, при значному збільшенні витрат газорідинної суміші через сепаратор 1 наявність перепускного зазору 24 сприяє більше повному розподілу газорідинного потоку на внутрішній утворюючій корпусу 1 сепаратора, що запобігає миттєвому потраплянню газорідинної суміші у внутрішню порожнину сепараційного пакета 9, та в свою чергу призводить до збільшення ефективності роботи сепаратора. У просторі, утвореному стінкою корпуса 1 і сепараційним пакетом 9, з газового потоку виділяється основна маса рідини і механічні домішки. Краплі рідини і механічних домішків відкидаються відцентровою силою на стінки корпуса 1 сепаратора і під дією гравітаційних сил рухаються уздовж цієї стінки по низхідній спіралі по ходу обертання газового потоку. Частина рідини і механічних домішок попадає при цьому у вловлюючу кишеню 14, і стікає по її стінках униз до проміжного днища 12. Досягаючи площини проміжного днища 12, рідина і механічні домішки (ті що потрапили і не потрапили у вловлюючу кишеню 14) проходять через кільцевий зазор 23 між корпусом 1 і проміжним днищем 12, закріпленим на Г-подібних пластинах 19, і транспортуються до зливного патрубка 6, розташованого у нижньому днищі 3. Частково маса рідини і механічні домішки газового потоку з вхідного патрубка 4 потрапляють у кишеню-пастку 20 нижньої поверхні горизонтальної перегородки 26, і 11 через дренажну трубку 15, що розташована в уловлюючій кишені 14, транспортуються до зливного патрубка 6. Для забезпечення одностороннього гідравлічного з'єднання кільцевої гідравлічної кишені 29 з нижньою частиною сепаратора встановлена дренажна трубка 15, що проходить через отвір поверхні горизонтальної перегородки 26, уловлюючу кишеню 14 до зливного патрубка 6, нижній кінець дренажної трубки 15 забезпечений гідравлічним затвором 16. Мілкодисперсна краплинна рідина, що не осіла на стінці корпуса 1, попадає на зовнішню поверхню вигнутих пластин 10, і транспортується газовим потоком через щілинні канали 11, на їхню внутрішню поверхню. Опускаючись по внутрішній поверхні пластин 11, частки рідини, наблизившись до нижніх кромок цих пластин 11, зісковзують із них і попадають на поверхню проміжного днища 12, звідки через кільцевий зазор 23 між корпусом 1 і проміжним днищем 12 транспортуються до зливного патрубка 6. Радіальні пластини 22, що з'єднують нижній осьовий диск 17 і верхній осьовий диск 21, забезпечують виключення вихрового ефекту газового потоку нижче зони їхнього розташування, створеної завдяки пальцям 18. Очищений газовий потік, проходячи кільце 30, направляється у вихідний патрубок 5, при цьому мілкодисперсні та аерозольні рідкі частки вловлюються горизонтальною перегородкою 26 у вигляді рідинної плівки, яка частково потрапляючи на поверхні співвісно розташованих конусоподібних пластин різного розміру 27 через верхні кільцеві зазори 28 відводиться у кільцеву гідравлічну кишеню 29. Реалізація технічних рішень винаходу, що заявляється, не обмежується наведеними вище формами виконання. Переваги технічного рішення полягають у наступному. Сепаратор газовий вихрового типу, який містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє, виготовлене у вигляді горизонтальної перегородки, і нижнє днища, вхідний, вихідний і зливний патрубки, дефлектор з відбиваючою пластиною, сепараційний пакет із вигнутими пластинами і щілинними каналами, проміжне днище, вловлюючу кишеню, дренажну трубку, що розташована в уловлюючій кишені, нижній осьовий диск, пальці, Гподібні пластини, кишеню-пастку, верхній осьовий 87207 12 диск, радіальні пластини, кільцевий зазор, перепускний зазор, в інших формах виконання додатково верхню накопичувальну камеру, що знаходиться над горизонтальною перегородкою, жорстко закріплену в корпусі, конусоподібних напрямних конфузорів, верхніх кільцевих зазорів, або також співвісно розташованих конусоподібних пластин різного розміру, кільцевої гідравлічної кишені, кільця, принаймні одну горизонтальну пластину, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса сепаратора в зоні між сепараційним пакетом і корпусом, причому один з торців горизонтальної пластини розміщений поблизу виходу з дефлектора, а сама пластина виконана в формі частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора і менше відстані від сепараційного пакета до корпуса сепаратора, сепараційний пакет виконаний циліндричної форми і розташований у корпусі сепаратора із зсувом у напрямку від дефлектора на відстань, не більшу половини середньої відстані від дефлектора до корпуса сепаратора. Горизонтальна пластина розміщена на рівні нижньої кромки виходу дефлектора і виконана у формі сегмента кільця, ширина якого дорівнює ширині виходу дефлектора, у разі, згідно корисної моделі, містить дві горизонтальні пластини, при цьому перша розміщена на рівні нижнього краю сепараційного пакета, а друга - на рівні середини сепараційного пакета, горизонтальна пластина виконана такою, що звужується по ширині до її далекого торця по ходу руху газового потоку, нижній кінець дренажної трубки забезпечений гідравлічним затвором, що дозволяє підвищити ефективність сепарації та вловлювання мілкодисперсних та аерозольних рідких і твердих часток з газового потоку шляхом збільшення середнього криволінійного шляху газорідинного потоку навколо сепараційного пакета без збільшення зовнішніх габаритів сепаратора. Лабораторні дослідження, чисельне комп'ютерне моделювання винаходу, що заявляється, підтвердило досягнення заявленого технічного результату за рахунок наявності в сепараторі зазначених вище конструктивних елементів. Газовий сепаратор вихрового типу, що заявляється, може бути виготовлений в промислових умовах на машинобудівному підприємстві. 13 87207 14 15 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 87207 Підписне 16 Тираж 28 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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюGas vortex type separator
Автори англійськоюByndas Serhii Yuriiovych, Yuriev Eduard Volodymyrovych
Назва патенту російськоюСепаратор газовый вихревого типа
Автори російськоюБиндас Сергей Юрьевич, Юрьев Эдуард Владимирович
МПК / Мітки
МПК: B01D 45/16, B01D 45/00
Мітки: типу, вихрового, сепаратор, газовий
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-87207-separator-gazovijj-vikhrovogo-tipu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Сепаратор газовий вихрового типу</a>
Попередній патент: Упорний підшипник
Наступний патент: Теплогенератор піролізний газоканальний
Випадковий патент: Універсальний вантажний велосипед мосейчука