DE1769240B2 - Zentrifugalabscheider zum trennen von fluessigkeit und gas - Google Patents

Zentrifugalabscheider zum trennen von fluessigkeit und gas

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Description

Ein Flüssigkeitsauslaß 8 ist am unteren Ende der Sammelkammer 3 vorgesehen.
40 Das Gehäuse 1 ist unten und oben durch Kappen 10, 26 abgeschlossen, die an die zylindrische Umfangs-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugal· wand 11 des Gehäuses 1 angeschweißt sind. Die Innenabscheider zum Trennen von Flüssigkeit und Gas, fläche 12 des Gehäuses 1 ist glatt. Das Gehäuse bemit einem vertikalen, zylindrischen Gehäuse, das steht aus üblichem Abscheidermaterial, beispielsweise oben einen Einlaß für ein Gas-Flüssigkcit-Gcmisch 45 Stahl.
und unten einen Flüssigkeitsauslaß hat, einer dem Am unteren Ende des Gehäuses 1 ist noch ein
Gehäuse zugeordneten Dralleinrichtung, einem ko- Ablaß 16 zum Entfernen von Feststoffen oder schweren
axial in das Gehäuse bis unterhalb des Einlasses Flüssigkeitsbestandtcilcn vorhanden,
eintauchenden Gasabströmrohr und einer soch quer Die Pralleinrichlung4 ist als eine feste, flache,
zur Gehäuscachse erstreckenden Prallcinrichlung. 50 horizontal ausgerichtete Scheibe ausgebildet. Sie ist
Bei bekannten Zentrifiigalabscheidcrn dieser Art auf einem röhrenförmigen Träger 17 befestigt, welcher
(deutsches Gebrauchsmuster 1870 434) besteht die sich quer durch das Innere des Gehäuses 1 erstreckt.
Gefahr, daß ein Teil der Flüssigkeit von dem Gas- Der Träger 17 ist an seinen Enden an der Inncn-
wirbcl mit in das Abslrömrolir hincingcrisscn wird. fläche 12 angeschweißt. Die Pralleinrichtung 4 ist
l'crncr bestellt die Tendenz, clsifi ein Teil der sich an 55 zentral in dem Gehäuse 1 angeordnet und hat einen
der CichiiiiMcinncnwand ablagernden I lüssigkcil in geringeren Durchmesser als dieses. Auf diese Weise
Form eines dünnen Flüssigkcitslilms zunächst nach wird ein Spalt 18 zwischen dem Rand der Prall-
obcn und dann um Abströmrohr nach unten und von einrichtung und der inneren Fläche 12 freigelassen,
dort in das Absirömrohr hineinkriecht. Dadurch Im Zentrum der Pralleinrichtung 4 ist koaxial mit
nimmt das abströmende Gas immer noch einen 60 dem Gasabströmrohr 7 eine Öffnung 20 vorgesehen,
gewissen f lüssigkcitsantcil mit. die über einen Stutzen 21 mit dem Inneren des röhren·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen förmigen Trägers 17 in Verbindung steht. Über eine Zentrifugalabscheider der vorstehend beschriebenen Durchbrechung 22 in der Wand des Gehäuses 1 steht Gattung so auszugestalten, dall eine noch vollsländi- der Innenraum des Trägers 17 mit einer Leitung 19
gcre Abscheidung erzielt wird. Diese Aufgabe wird 65 in Verbindung, die oberhalb einer die Trennkammer 2
crünJungsgcmäß dadurch gelöst, daß die Prallein· nach oben zu abschließenden Querplatle24 wieder
richtung eine mit ihrem Zentrum in der Gehäuse* in das Gehäuse 1 mündet. Ein oberhalb der Quer*
achse liegende Öffnung aufweist, daß das Gas- platte 24 liegender Gehäusewandabschnitt 25 um-
schließt eine. Κ4πιιηβΓΛ7,^ίβiRiH. der>iUilHngJ9. in
Verbindung steht, ■'■-·■< ■-· - ....^
Tn «tor Kammpr27.hftt d.Bn.QeeelwtrömrohrT «ηβη Spalt31. Das GasBbströmranr,?, b*t«bt. m diesem Zweck aus zwei, koaxialen Abscbni»enJ8 und 29, die zwischen sich den Spalt 31 freilassen und durch Bügel 30 miteinander verbunden sind, Um ein bestmögliches Arbeiten zu erreichen, hat der-obere Rohrabschnitt 28 einen geringfügig kleineren Durchmesser als der untere Rohrsclmitt 29, wodurch eine Überkragung 32 ausgebildet werden kann, wie aus Fi g. 2 deutlich ersichtlich ist. Die Überkragung 32 verhindert ein Kriechen von Flüssigkeit an der Innenwand des Gasabströmrohres 7 über den Spalt 31 hinaus nach oben.
Im Abstand unterhalb des Einlasses 6 ist am Gasabströmrohr 7 noch ein Prallschirm 36 befestigt. Dieser umfaßt eine flache, sich radial erstreckende Piatte37 und einen sich zylindrisch nach unten erstreckenden Mantel 38. Zwischen letzterem und der Innenwand 12 des Gehäuses 1 verbleibt ein ringförmiger Durchgang 39.
Im Betrieb wird ein Gemisch aus Flüssigkeit und Gas, beispielweise aus Gas, öl und Wasser, manchmal noch mit Feststoffgehalt, bei A über Jen Einlaß 6 in die Trennkammer 2 eingeführt. Infolge der tangentialen Anordnung des Einlasses 6 wird das Gemisch gezwungen, in einer abwärts gerichteten Schraubenströmung rund um die Längsachse des Gehäuses 1 zu strömen. Damit beginnt eine Zentrifugaltrennung des Gases von der Flüssigkeit und eventuellen Feststoffen. Die flüssige Phase bildet eine Flüssigkeitsschicht B an der Innenfläche 12. Sie bewegt sich rotierend nach unten. Das Gas bildet einen sich nach abwärts drehenden, konvergierenden Gaswirbel C, der sich bei D nach oben wendet und sich in einen aufsteigenden Wirbel E verwandelt. Dieser tritt bei 13 in das Gasabströmrohr 7 ein.
Die Wirbelbewegung des Gases bewirkt, daß entlang der Wirbelachse eine Zone geringeren Druckes liegt als im Außenbereich des Wirbels und namentlich im Bereich der Innenfläche 12. Die Pralleinrichtung 4 trennt den ruhigen Bereich im unteren Teil des Gehäuses, 1 von dem darüber befindlichen Gaswirbel und verhindert dadurch ein Mitreißen von Flüssigkcit aus der Sammelkammer 3. Die Flüssigkeit an der Innenwand 12 in der Trennkammer 2 hat die Tendenz zu dem Niederdruckzentrum des Gaswirbels hingezogen zu werden. Daher kriecht ein dünner Flüssigkeitsfilm vom Einlaß 6 der Trcnnkammtr 2 nach oben und über die Platte 24 zur Au'ien°äche des Gasabströmrohres 7 und von dort abwärts in den Einlaß 13 dieses Rohres hinein. Diese Flüssigkeit sowie die vom Gaswirbel trotz Vorhandenseins der Pralleinrichtung 4 von unten mitgerissene Flüssigkeit «ritt an Spalt 31 wieder aus. Dies beruht darauf, daß an der im Zentrum des Gaswirbcls liegenden öffnung 20 der Pralleinrichtung4 eine Saugkraft entsteht, die sich über die Leitung 19 in die Kammer 27 erstreckt. Dadurch wird die im Gasänströmrohr 7 hochkricchende Flüssigkeit aus dem Spalt 31 herausgesaugt und in der in F i g. 1 angedeuteten Weise durch die Leitung 19 nach unten befördert. Sie durchströmt die öffnung 20 und wird durch den Wirbel dann an die Innenwand 12 geschleudert.
Die Zentrierung des Gaswirbels C in der Trennkammer 2 kann auf mehreren Wegen erreicht werden. Beispielsweise läßt sich dieses Ziel durch eine sym-
metrisehf ΑΐϊΡίΜΠ
Der Pralischirm 36 dient dazu, trotz Vorhandenseins nur eines Einlasses 6, den Wirbel C in der zentrierten .SteJlungzu halten. Der Prallschirm 36 trägt außerdem dazu bei, die zum Einlaß 13 des Gasabströmrohres 7
im hinkriechende Flüssigkeitsmenge zu reduzieren.
Die Fliissigkeitsschicht B läuft durch den Spalt 18 nach unten und wird in der Sammelkammer 3 aufgefangen. Sie kann aus dieser durch den Auslaß 8 abgezogen werden.
Es wurde gefunden, daß bestimmte Abmessungsbcziehungen zwischen den Teilen des Abscheiders zu einem optimalen Wirkungsgrad führen. Das Verhältnis des Durchmessers der öffnung 20 zum Innendurchmesser des Gasabströmrohres 7 soll zwischen 01 und
ao 0,5 liegen. In F j ^, 4 ist das Verhältnis der Gasströmung durch die öffnung 20 zu der Gasströmung durch das Abströmrohr 7 über dem Verhältnis des Durchmessers der öffnung 20 zu dem Durchmesser des Einlasses 13 aufgetragen. Es ist aus dem Kurven-
verlauf ersichtlich, daß eine brauchbare Flüssigkeitsrückführung durch die Leitung 19 zwischen den Werten 0,1 und 0,5 erreicht wird, während der optimale Bereich zwischen 0,2 und 0,4 liegt.
Die öffnung 20 und das Gasabströmrohr 7 sind bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel zylindrisch. Das vorerwähnte Verhältnis ist deshalb in Durchmessern ausgedrückt. Diese öffnungen könnten aber ' auch andere Konfigurationen haben, beispielsweise polygonal sein. Das Wort »Durchmesser« ist deshalb
allgemein dahingehend zu verstehen, daß ei die Hauptdimension der jeweiligen öffnung bezeichnen soll.
Das Verhältnis der Querschnittsfläche des Spalts 31 zur Querschnittsfläche der öffnung 20 soll vorzugsweise zwischen 0,2 und 2,0 liegen. Die beste Wirkung tritt auf, wenn der Spalt 31 und die öffnung 20 in etwa gleiche Querschnittsfläche haben.
Die Querschnittsfläche der Pralleinrichtung 4 sollte mindestens die Hälfte der Querschnittsfläche des Gehäuseinneren betragen. Wenn die Pralleinrichtung 4 zu klein ist, tritt eine übermäßige Beunruhigung und Störung der gesammelten Flüssigkeit auf. Ist die Pralleinrichtung 4 im Durchmesser zu groß, becinträchtigt sie die Strömung der Flüssigkeitsschicht B nach unten.
Der Prallschirm 38 sollte wenigstens zweimal so lang sein wie die Breite des Ringspalts 39. Beobachtungen zeigen, daß die Zentrierwirkung des Prallschirms36 optimal ist, wenn ein langer, enger Ringspalt 39 vorgesehen ist.
Hin praktisch ausgeführter Zentrifugalabscheider halte folgende, aus F i g. 3 zu entnehmende Abmessungen:
d = 29,5 cm
;; _ 57 5 cm
χ = 30,6 cm y =■. 25,4 cm
/ = 7,38 cm
η - 2,54 cm
r _ 494cm
a - 8,9 cm 6= 1,58 cm
e ~ υ·™ gm ν — 10,2 cm
Der Abscheider wurde an einer Ölquelle installiert und so angeschlossen, daß die in dem vom Abscheider mitgeführten Gas verbliebene Flüssi^kcitsmenge be' stimmt werden konnte. Dabei wurde festgestellt, daß nur 0,06 °/o der gesamten Flüssigkeitsmenge, die in den Abscheider eingeführt wurde, in dem den Abscheider verlassenden Gas blieb.
Der erfindungsgemäße Zentrifugalabscheider ist besonders geeignet für eine Verwendung bei Gasströmun · gen, die beträchtliche Flüssigkeitsmengen enthalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
204 η

Claims (4)

1 709,2AO abströmrphr «wel {χρ. -jneeentJiqh^n. Jwa&tole Rohr» Patentansorüchß· ' »&»<*">«<» RU?** ,Λ* SWJSCnen sfob CfHpn Spalt I atentansprucne. begrenzen, und M de*Spalt und die Öffnung Über eine Leitung verbunden sind.
1. Zentrifugalabscheider mm Trennen von 5 Bei dem erfindungsgemäßen Zentrifugalabscheider Flüssigkeit und Gas, mit einom vertikalen, zylin- wird der sich entlang der Innenwand des Gasabströmdrischen Gehäuse, das oben einen Einlaß for. ein rohre nach oben bewegende FHissigkeitsfilm durch Gas-Flüssigkeit-Gemisch und unten einen Flüssig- einen Spalt im Gasabströmrohr abgesaugt, Die Saugkeitsauslaß hat, einer dem Gehäuse zugeordneten kraft wird dabei durch den Unterdruck erzeugt, Dralleinrichtung, einem koaxial in das Gehäuse iq welcher durch den Gaswirbel im Gehäuse entsteht, bis unterhalb des Einlasses eintauchenden Gas- Das den Zentrifugalabscheider verlassende Gas ist abströmrohr und einer sich" quer zur GehSuseach.se . dahjqr-besser; als bei bekannten Abscheidern von erstreckenden Pralleinrichtung, dadurch ge- Flüssigkeit gereinigt,
ken η zeichne ti daß die Pralleinrichtung (4) Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
eine mit ihrem Zentrum in der Gehäuseachse lie- 15 Zeichnung dargestellt. Es zeigt
gende öffnung(20) aufweist, daß das Gasabström- Fig, 1 einen schematischen Längsschnitt durch
rohr (7) zwei im wesentlichen koaxiale Jtobr- einen erfindungsgemäßen Zentrifugalabscheider,
abschnitte (28,29) aufweist, die zwischen sich einen Fig. 2 ein Detail des Zentrifugalabscheider in
Spalt (3\) begrenzen, und daß der Spalt (31) und perspektivischer Darstellung,
die öffnung (20) über eine Leitung (19) verbunden ao F i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung
sind. mit eingetragenen Maßen und
2. Zentrifugalabscheider nach Anspruch 1, da- F i g. 4 ein Diagramm, das die Beziehung der Verdurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen hältmsses Durchfluß durch dte Prallvorrichtungsdem Durchmesser der öffnung (20) zu dem Innen- Öffnung zum Durchfluß durch das Gasanströmrohr durchmesser des Gasabs'.römrohrs (7) 0,1 bis 0,5 »5 zu dem Verhältnis Durchmesser der Prallvorrichtungsbeträgt. öffnung zui.i Innendurchmesser des Abströmrohrs
3. Zentrifugalabscheider nach Anspruch 1 und 2, darstellt
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwi- Der in F i g. 1 dargestellte Zentrifugalabscheider
sehen der Durchtrittsfläche des Spalts (31) zur weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, das eine obere Querschnittsfläche der öffnung (20) 0,2 bis 2,0 30 Trennkammer 2 und eine untere Flüssigkeitssammelbeträgt. kammer 3 bildet. Eine Pralleinrichtung 4 ist zwischen
4. Zentrifugalabscheider nach Anspruch 1 bis 3, den Kammern 2 und 3 angeordnet. Ein Einlaßdadurch gekennzeichnet, ,..aß der Spalt (31) von stutzen 5 mit Anschlußflansch 14 ist mit einem Eineiner im Gehäuse (1) abgegrenzten, mit der Lei- laß 6 verbunden, welcher tangential in den oberen tung (19) verbundenen Kammer (27) umgeben ist. 35 Teil der Trennkammer 2 mündet. Ein Gasabströmrohr 7 erstreckt sich durch den oberen Abschluß des Gehäuses 1 und taucht in die Trennkammer 2 ein.
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