ES2238395T3 - Aparato para limpieza ciclonica de fluido. - Google Patents
Aparato para limpieza ciclonica de fluido.Info
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Abstract
Un aparato para separar partículas de una corriente de fluido, que comprende: un alojamiento (10) que tiene una entrada (12), una parte posterior (16), una abertura de recuperación (14) dispuesta alrededor del alojamiento (10) y, por lo menos, una pared interior (18) para definir un espacio; un tubo de salida (20) dispuesto dentro del espacio y que tiene una entrada (21), una salida (23), un extremo de aguas arriba (22), un extremo de aguas abajo (24), un diámetro interior y un diámetro exterior, en el que la entrada (21) está dispuesta en el extremo de aguas arriba (22); un generador estático (60) dispuesto dentro del espacio entre la entrada (12) del alojamiento y la entrada (21) del tubo de salida, para aplicar un giro a la corriente de fluido; y una primera pluralidad de ranuras (30) dispuestas alrededor del diámetro exterior del tubo de salida (20), en el que la corriente de fluido fluye desde la entrada (12) del alojamiento, a través del generador estático (60) y, después, hacia la parte posterior, de tal modo que la corriente de fluido que sale del tubo de salida (20) esté libre de una parte sustancial de las partículas presentes en la corriente de fluido en la entrada (12) del alojamiento, y en el que una parte sustancial de las partículas presentes en la corriente de fluido en la entrada (12) del alojamiento sale por la abertura de recuperación (14).
Description
Aparato para limpieza ciclónica de fluido.
Esta invención se refiere a la remoción de
partículas de contaminantes de una corriente de fluido y, más
particularmente, a la separación ciclónica inercial de partículas
de una corriente principal de fluido.
Se conocen dispositivos de limpieza o separadores
ciclónicos inerciales de fluidos. Típicamente, un generador
estático, con álabes rectos o helicoidales, está situado dentro de
un alojamiento para aplicar un giro a la corriente principal de
fluido. El giro desplaza partículas de la corriente principal de
fluido radialmente hacia fuera. Después, la corriente principal de
fluido entra en un tubo de salida, viajando las partículas
idealmente cerca del perímetro del diámetro interior del alojamiento
y viajando, después, a través de una abertura de recuperación.
La Patente de EE.UU. Nº 3.019.856 describe un
colector de polvo que usa acción centrífuga y desviación de
partículas de polvo para remover partículas de un gas. El colector
de polvo incluye un alojamiento, un tubo interior, y álabes para
aplicar un movimiento de remolino en el gas entrante. El tubo tiene
aberturas definidas por placas desviadoras. La sección de aguas
arriba del tubo interior está cerrada por una tapa. El gas cargado
de polvo se mueve aguas abajo de los álabes. Una parte de gas,
relativamente pura, pasa a través de las aberturas, mientras que las
partículas concentradas de polvo pasan a través de un conducto
anular y hacia una tolva.
La Patente de EE.UU. Nº 5.466.272 describe un
separador de vapor que incluye un tubo que aloja una disposición de
aspa que sirve para girar una mezcla de vapor y agua a fin de hacer
que el agua forme una película en el interior del tubo. La pared
del tubo tiene una pluralidad de perforaciones a través de las
cuales puede escapar el agua, mientras que el vapor sale a través
de un tubo de salida.
Sin embargo, sólo las partículas más grandes
tienen suficiente fuerza centrífuga para permanecer cerca del
perímetro del diámetro interior del alojamiento. Si su fuerza
centrífuga es mayor que su fuerza de flujo (radialmente hacia
dentro) en la entrada del tubo de salida, las partículas van hacia
la abertura de recuperación. Por tanto, se deben reducir las
velocidades radiales hacia dentro, de las partículas, para conseguir
una separación o limpieza suficientes.
Además, los perfiles de velocidades no uniformes
y las elevadas velocidades de pico (radiales hacia dentro) dan lugar
a faltas de rendimiento y elevadas caídas de presión, que pueden
conducir a costes superiores para reemplazar la energía perdida.
Además, también se pueden producir riesgos de seguridad, ya que las
corrientes de fluido cargadas de partículas que se mueven a grandes
velocidades desgastan los equipos, tales como cojinetes y similares.
Tales dispositivos de limpieza se pueden aumentar de tamaño para
reducir las velocidades, pero eso también puede aumentar los costes
y las faltas de rendimiento.
Por consiguiente, existe la necesidad de un
dispositivo de limpieza ciclónica inercial de fluido, que asegure
perfiles de velocidades más uniformes y menores velocidades. Una
reducción de la velocidad (radial hacia dentro) permite que el
dispositivo de limpieza alcance mayores rendimientos y menores
caídas de presión. Además, existe la necesidad de un proceso
económico que optimice el espacio y reduzca los riesgos de
seguridad.
La presente invención proporciona un aparato para
limpieza ciclónica inercial de fluido. En particular, se proporciona
un aparato para separar partículas de una corriente de fluido, que
incluye un alojamiento, un generador y un tubo de salida. El
alojamiento tiene una entrada, una parte posterior, una abertura de
recuperación y, por lo menos, una pared interior para definir un
espacio. El tubo de salida está dispuesto dentro del espacio y
tiene una entrada, una salida, un extremo de aguas arriba, un
extremo de aguas abajo, un diámetro interior y un diámetro
exterior. El generador tiene álabes dispuestos dentro del espacio
entre la entrada del alojamiento y la entrada del tubo de
salida.
El aparato de la presente invención mejora los
dispositivos de limpieza de la técnica anterior proporcionando un
tubo de salida que tiene una pluralidad de ranuras dispuestas
alrededor de su diámetro exterior. Por consiguiente, la corriente de
fluido fluye desde la entrada del alojamiento, a través del
generador, y hacia la parte posterior, de modo que la corriente de
fluido que sale del tubo salida esté libre de una parte sustancial
de las partículas presentes en la corriente de fluido en la entrada
del alojamiento. Además, una parte sustancial de las partículas
presentes en la corriente de fluido en la entrada del alojamiento
sale por la abertura de recuperación. Por consiguiente, el aparato
de la presente invención proporciona un aparato que es eficaz para
remover una parte sustancial de las partículas que entran en la
entrada del alojamiento, sin crear una caída de presión
indeseada.
En un aspecto de la invención, una segunda
pluralidad de ranuras están dispuestas alrededor del diámetro
exterior del tubo de salida y situadas entre el extremo de aguas
abajo y la primera pluralidad de ranuras.
En otro aspecto de la invención, una tercera
pluralidad de ranuras están dispuestas alrededor del diámetro
exterior del tubo de salida y situadas entre el extremo de aguas
abajo y la segunda pluralidad de ranuras.
En todavía otro aspecto de la invención, el
generador tiene álabes que son helicoidales y que se estrechan con
un cierto ángulo.
Éstas y otras características de la invención
serán evidentes con la revisión de la siguiente descripción
detallada de las realizaciones actualmente preferidas de la
invención, tomada en unión de los dibujos adjuntos.
La Figura 1 es un diagrama esquemático, en corte,
del aparato de limpieza ciclónica inercial de fluido, según una
realización preferida de la presente invención.
La Figura 2A es un diagrama esquemático del
generador, en corte, con álabes helicoidales sin estrechamiento, en
el aparato de limpieza ciclónica inercial de fluido, según una
realización preferida de la presente invención.
La Figura 2B es un diagrama esquemático del
generador, en corte, con un álabe helicoidal sin estrechamiento, en
el aparato de limpieza ciclónica inercial de fluido, según una
realización preferida de la presente invención.
La Figura 2C es un diagrama esquemático del
generador, en corte, con álabes helicoidales que se estrechan, en el
aparato de limpieza ciclónica inercial de fluido, según una
realización preferida de la presente invención.
La Figura 3 es un diagrama esquemático, en corte,
del extremo de aguas arriba del tubo de salida del aparato de
limpieza ciclónica inercial de fluido, según una realización
preferida de la presente invención.
La Figura 4 es un diagrama esquemático, en corte,
del tubo de salida del aparato de limpieza ciclónica inercial de
fluido, según una realización preferida de la presente
invención.
La Figura 5 es una vista aumentada de la Figura
4, en corte transversal, tomada a lo largo de la línea de corte XX,
que muestra la primera pluralidad de ranuras dispuestas alrededor
del diámetro exterior del tubo de salida del aparato de limpieza
ciclónica inercial de fluido, según una realización preferida de la
presente invención.
Con referencia ahora a la Figura 1, se muestra un
aparato preferido para separar partículas de una corriente de
fluido, según la presente invención. El aparato incluye un
alojamiento 10, un tubo de salida 20 y un generador 60. El
alojamiento 10 incluye una entrada 12, una abertura de recuperación
14, una parte posterior 16 y, por lo menos, una pared interior 18.
El alojamiento 10 puede adoptar cualquier forma adecuada, pero es
preferiblemente cilíndrico y tiene un diámetro interior y un
diámetro exterior. Una corriente de fluido F y partículas P entran
en el alojamiento 10 a través de la entrada 12. La corriente de
fluido F puede contener gases, líquidos o alguna combinación de los
mismos.
Cuando la corriente de fluido F y las partículas
P entran en el alojamiento 10, las velocidades radiales hacia
dentro, de la corriente de fluido F y las partículas P, actúan para
forzar las partículas P hacia dentro, hacia el eje central del
alojamiento 10. La tarea de la presente invención, cuando la
corriente de fluido F y las partículas P entran en el alojamiento
10, es dirigir las partículas P hacia un área anular A entre el tubo
de salida 20 y el alojamiento 10, para minimizar la cantidad de
partículas P que entran en el tubo de salida 20.
Un generador estático 60 está preferiblemente
dispuesto dentro del alojamiento 10. Como se muestra en la Figura
2A, el generador 60 tiene álabes 63 que aplican un giro a la
corriente de fluido F y las partículas P cuando la corriente de
fluido F y las partículas P continúan a través del alojamiento 10.
La acción de giro de la corriente de fluido F fuerza a las
partículas P hacia el exterior de la corriente de fluido F, hacia
el área anular A, con tal que la densidad de la masa de las
partículas P sea mayor que la densidad de la masa de la corriente
de fluido F. Como se muestra en la Figura 2B, el generador 60 tiene
preferiblemente un cuerpo cónico conformado con un primer ángulo
\alpha que va de unos 5 grados hasta unos 30 grados, y es
preferiblemente de unos 10 grados, lo cual proporciona inercia a
las partículas P cuando son dirigidas hacia el área anular A.
Para conseguir una velocidad de giro efectiva, se
puede aumentar el número de álabes 63 o se pueden usar álabes que
sean helicoidales. La caída de presión aumenta al aumentar el
número de álabes. La caída de presión también aumenta cuando
aumenta, o el paso de la hélice o el ángulo de la hélice de los
álabes. Sin embargo, los álabes 63 que son a la vez con
estrechamiento y helicoidales pueden lograr una velocidad de giro
efectiva, a la vez que limitan la caída de presión porque los álabes
helicoidales que se estrechan imponen un giro más gradual a las
partículas P que los álabes helicoidales que no se estrechan. Por
lo tanto, los álabes 63 son preferiblemente helicoidales y, más
preferiblemente, helicoidales y con estrechamiento.
En una realización, un generador 60 con álabes
helicoidales con estrechamiento está dispuesto dentro del espacio
entre la entrada 12 del alojamiento y la entrada 21 del tubo de
salida. En dicha realización, el tubo de salida 20 tiene ranuras
según la presente invención. Como se muestra en la Figura 2C, el
generador 60 tiene álabes 63 que son helicoidales y que se
estrechan con un segundo ángulo \beta que es mayor que el segundo
ángulo \alpha. El segundo ángulo \beta es preferiblemente de 5
grados a 30 grados mayor que el primer ángulo \alpha, y es
preferiblemente de unos 23 grados. El ángulo de hélice de los
álabes helicoidales se estrechan en un ángulo que es
preferiblemente de unos 30 grados hasta unos 40 grados, y es
preferiblemente de unos 35 grados. El paso de la hélice va de unos
100 mm (4 pulgadas) por revolución hasta unos 200 mm (8 pulgadas)
por revolución, y es preferiblemente de unos 150 mm (6 pulgadas) por
revolución.
Como se muestra en la Figura 2B, el generador 60
tiene preferiblemente una parte posterior 65 con una superficie
cónica conformada con un tercer ángulo \theta que va de unos 30
grados hasta unos 60 grados, y es preferiblemente de unos 45 grados.
La superficie cónica de la parte posterior 65 permite que la
corriente de fluido F continúe su recorrido a lo largo del eje
central de alojamiento 10, mientras que las partículas P viajan
hacia el área anular A.
Preferiblemente, como se muestra en la Figura 1,
el tubo de salida 20 tiene una dimensión longitudinal que es
sustancialmente paralela a la dimensión longitudinal del
alojamiento 10, de modo que se minimice la caída de presión en la
dirección de la longitud del alojamiento 10. El tubo de salida 20,
que está dispuesto dentro del alojamiento 10, puede adoptar
cualquier forma adecuada, pero es preferiblemente cilíndrico y tiene
un diámetro interior y un diámetro exterior. El tubo de salida 20
también tiene una entrada 21, un extremo de aguas arriba 22, una
salida 23 y un extremo de aguas abajo 24.
Como se muestra en la Figura 1, la abertura de
recuperación 14 está dispuesta, preferiblemente, alrededor del
alojamiento 10 para extraer la mayoría (por lo menos el 92%) de las
partículas P que entran en el área anular A entre el tubo de salida
20 y el alojamiento 10, junto con una pequeña fracción (alrededor
del 10%) de la corriente de fluido F. La mayor parte de la
corriente de fluido F (alrededor del 90%) - con la pequeña cantidad
restante de partículas P - viaja a través de la salida 23 del tubo
de salida 20.
Preferiblemente, como se muestra en la Figura 3,
el extremo de aguas arriba 22 del tubo de salida 20 tiene una
superficie cónica conformada con un cuarto ángulo \phi. La
superficie cónica, con el cuarto ángulo \phi del extremo de aguas
arriba 22, también actúa para inclinar las partículas P que están
viajando axialmente hacia fuera cerca del extremo de aguas arriba
22 del tubo de salida 20. Por tanto, las partículas P son dirigidas
hacia el área anular A entre el tubo de salida 20 y el alojamiento
10. El cuarto ángulo \phi va preferiblemente de unos 20 grados
hasta unos 60 grados, y es preferiblemente de unos 45 grados. Si el
cuarto ángulo \phi es menor de 20 grados, el impacto direccional
sobre las partículas P es demasiado ligero. Si el cuarto ángulo
\phi es mayor de 60 grados, se produce un "efecto de
rebote", ya que las partículas P son desviadas bruscamente hacia
el diámetro interior del alojamiento 10. Entonces, las partículas
P rebotan entre el diámetro exterior del tubo de salida 20 y el
diámetro interior del alojamiento 10, originado elevadas caídas de
presión.
Como se muestra en las figuras 1 y 4, el tubo de
salida 20 tiene una primera pluralidad de ranuras 30 dispuestas
alrededor del diámetro exterior del tubo de salida 20.
Preferiblemente, una segunda pluralidad de ranuras 40 están
dispuestas alrededor del diámetro exterior del tubo de salida 20 y
aguas abajo del primer grupo 30. El número de la primera pluralidad
de ranuras 30 es preferiblemente mayor que el número de la segunda
pluralidad de ranuras 40.
Más preferiblemente, una tercera pluralidad de
ranuras 50 están dispuestas alrededor del diámetro exterior del tubo
de salida 20 y aguas abajo de la segunda pluralidad de ranuras 40.
El número de la segunda pluralidad de ranuras 40 es preferiblemente
mayor que el número de la tercera pluralidad de ranuras 50. El
número de la primera pluralidad de ranuras 30 es preferiblemente
alrededor de dos veces el número de la tercera pluralidad de
ranuras 50. También preferiblemente, las pluralidades de ranuras
30, 40 y 50 están dispuestas circunferencialmente alrededor del
diámetro exterior del tubo de salida 20.
Este diseño preferido consigue variación de área
con tres pluralidades sucesivas de ranuras 30, 40 y 50 dispuestas
alrededor del diámetro exterior del tubo de salida 20. El número de
ranuras disminuye preferiblemente cuando la corriente de fluido F
viaja aguas abajo - desde el extremo de aguas arriba 22 hasta el
extremo de aguas abajo 24 - a lo largo del eje cilíndrico del tubo
de salida 20. Por tanto, el tubo de salida 20 está preferiblemente
diseñado con más área de flujo aguas arriba que aguas abajo.
Las pluralidades de ranuras 30, 40 y 50
proporcionan una gran área (comparada con el área del diámetro
interior) que actúa para disminuir la velocidad radial hacia dentro
de la corriente de fluido F y las partículas P. La distribución no
uniforme de las ranuras (área de ranura) actúa para crear un perfil
de velocidad más uniforme (radial hacia dentro) en la dirección de
la longitud del tubo de salida 20. La distribución no uniforme de
las ranuras contrarresta la tendencia de que todo el flujo entre en
el tubo de salida 20, aguas abajo, a través de la tercera
pluralidad de ranuras 50. Esta tendencia es originada por la mayor
restricción a fluir, del diámetro interior del tubo de salida 20,
comparada con la menos restrictiva área anular A entre el tubo de
salida 20 y el alojamiento 10. El diámetro interior del alojamiento
10 es preferiblemente alrededor de dos veces el diámetro interior
del tubo de salida 20. Los tamaños relativos del diámetro interior
del alojamiento 10 y el diámetro interior del tubo de salida 20
pueden variar de una aplicación a otra. En una simulación efectuada
por los inventores, el diámetro interior del alojamiento 10 era de
unos 38,1 mm (1,50 pulgadas), y el diámetro interior del tubo de
salida 20 era de unos 20,3 mm (0,80 pulgadas). Tales parámetros
pueden ser comunes en aplicaciones para limpiar agua o extraer
combustible para motores diesel. Sin embargo, para aplicaciones a
gran escala, tales como limpiar petróleo en crudo, el diámetro
interior del alojamiento 10 puede ser de unos 610 mm (24
pulgadas).
Preferiblemente, como se muestra en la Figura 5,
por lo menos una de la primera pluralidad de ranuras 30 está
inclinada en la misma dirección que los álabes helicoidales 63 para
dirigir hacia fuera partículas P - que están intentando entrar en el
tubo de salida 20 a través de, por lo menos, una de la primera
pluralidad de ranuras 30 - hacia el área anular A entre el tubo de
salida 20 y el alojamiento 10. También está inclinada,
preferiblemente, por lo menos una de la segunda pluralidad de
ranuras 40 o la tercera pluralidad de ranuras 50. En una
realización preferida, cada una de las pluralidades de ranuras 30,
40 y 50 están inclinadas. Las partículas P, que tienen una densidad
de masa mayor que la de la corriente de fluido F, continúan viajando
radialmente hacia fuera, ya que están dirigidas separándose del
tubo de salida 20 por las pluralidades de ranuras 30, 40 y 50,
inclinadas. Como la corriente de fluido F es menos densa que las
partículas P, la corriente de fluido F viaja radialmente hacia
dentro en el tubo de salida 20, a través de las pluralidades de
ranuras 30, 40 y 50, ya que las partículas P más densas se inclinan
hacia fuera cuando viajan a lo largo de las pendientes.
La superficie cónica del extremo de aguas arriba
22, y el diseño inclinado de las pluralidades de ranuras 30, 40 y
50, en esta realización preferida, reducen las velocidades radiales
hacia dentro. La distribución de áreas no uniforme, que resulta del
mayor número de ranuras - y, por tanto, de la mayor área - actúa
aguas arriba para crear un perfil de velocidad radial hacia dentro
más uniforme, lo cual disminuye la velocidad radial máxima hacia
dentro. Además, el diseño inclinado de las pluralidades de ranuras
30, 40 y 50, y la superficie cónica del extremo de aguas arriba 22,
proporcionan una separación inercial, adicional, de la corriente de
fluido F y las partículas P.
El perfil de velocidad más uniforme, resultante,
tiene menor velocidad máxima (radial hacia dentro) comparada con un
diseño sin ranuras del tubo de salida 20. Los programas de la
dinámica computarizada de fluidos soportan este perfil de
velocidad, que muestra un pico de velocidad (radial hacia dentro) de
25,4 m/s (1000 pulgadas/segundo) para el diseño sin ranuras,
comparado con los 6,35 m/s (250 pulgadas/segundo) del diseño con
ranuras. Estos valores varían dependiendo de qué posición radial se
escoja para la línea que se extiende a través del área anular A,
entre el diámetro exterior del tubo de salida 20 y el diámetro
interior del alojamiento 10. Las velocidades varían radialmente, ya
que las velocidades cerca del diámetro exterior del tubo de salida
20 son mucho mayores que las velocidades cerca del diámetro interior
del alojamiento 10.
Las velocidades menores más uniformes, radiales
hacia dentro, actúan para disminuir la caída de presión originada
por la unidad. La elevada velocidad - y, por tanto, la naturaleza
turbulenta - de la corriente de fluido F da lugar, principalmente,
a pérdidas inerciales. Las pérdidas inerciales varían directamente
con la velocidad; o cambian con el cuadrado de la velocidad. Por lo
tanto, las velocidades menores y más uniformes en tubos de salida
con ranuras dan lugar a caídas de presión significativamente
menores cuando se comparan con tubos de salida con una sola área de
entrada. Mediante la reducción de velocidad, el diseño con ranuras
actúa simultáneamente para aumentar el rendimiento (mayor
separación de partículas), disminuir la caída de presión, y
disminuir el tamaño requerido del diámetro exterior del alojamiento
10 (conocido también como el "requisito de envoltura").
Se pretende que la anterior descripción detallada
sea considerada como ilustrativa en lugar de limitadora, y que se
entienda que son las siguientes reivindicaciones, incluyendo todas
las equivalentes, las que están destinadas a definir el alcance de
esta invención.
Claims (18)
1. Un aparato para separar partículas de una
corriente de fluido, que comprende:
un alojamiento (10) que tiene una entrada (12),
una parte posterior (16), una abertura de recuperación (14)
dispuesta alrededor del alojamiento (10) y, por lo menos, una pared
interior (18) para definir un espa-
cio;
cio;
un tubo de salida (20) dispuesto dentro del
espacio y que tiene una entrada (21), una salida (23), un extremo de
aguas arriba (22), un extremo de aguas abajo (24), un diámetro
interior y un diámetro exterior, en el que la entrada (21) está
dispuesta en el extremo de aguas arriba (22);
un generador estático (60) dispuesto dentro del
espacio entre la entrada (12) del alojamiento y la entrada (21) del
tubo de salida, para aplicar un giro a la corriente de fluido; y
una primera pluralidad de ranuras (30) dispuestas
alrededor del diámetro exterior del tubo de salida (20), en el que
la corriente de fluido fluye desde la entrada (12) del alojamiento,
a través del generador estático (60) y, después, hacia la parte
posterior, de tal modo que la corriente de fluido que sale del tubo
de salida (20) esté libre de una parte sustancial de las partículas
presentes en la corriente de fluido en la entrada (12) del
alojamiento, y en el que una parte sustancial de las partículas
presentes en la corriente de fluido en la entrada (12) del
alojamiento sale por la abertura de recuperación (14).
2. El aparato de la reivindicación 1 que
comprende, también, una segunda pluralidad de ranuras (40)
dispuestas alrededor del diámetro exterior del tubo de salida (20)
y situadas entre el extremo de aguas abajo (24) y la primera
pluralidad de ranuras (30).
3. El aparato de la reivindicación 2, en el que
el número de la primera pluralidad de ranuras (30) es mayor que el
número de la segunda pluralidad de ranuras (40).
4. El aparato de la reivindicación 2 que
comprende, también, una tercera pluralidad de ranuras (50)
dispuestas alrededor del diámetro exterior del tubo de salida (20)
y situadas entre el extremo de aguas abajo (24) y la segunda
pluralidad de ranuras
(40).
(40).
5. El aparato de la reivindicación 4, en el que
el número de la segunda pluralidad de ranuras (40) es mayor que el
número de la tercera pluralidad de ranuras (50).
6. El aparato de la reivindicación 4, en el que
el número de la primera pluralidad de ranuras (30) es alrededor de
dos veces el número de la tercera pluralidad de ranuras (50).
7. El aparato de la reivindicación 1, en el que,
por lo menos, una de la primera pluralidad de ranuras (30) es
inclinada.
8. El aparato de la reivindicación 2, en el que,
por lo menos, una de la segunda pluralidad de ranuras (40) es
inclinada.
9. El aparato de la reivindicación 4, en el que,
por lo menos, una de la tercera pluralidad de ranuras (50) es
inclinada.
10. El aparato de la reivindicación 1, en el que
la primera pluralidad de ranuras (30) están dispuestas
circunferencialmente alrededor del diámetro exterior del tubo de
salida (20).
11. El aparato de la reivindicación 2, en el que
la segunda pluralidad de ranuras (40) están dispuestas
circunferencialmente alrededor del diámetro exterior del tubo de
salida (20).
12. El aparato de la reivindicación 4, en el que
la tercera pluralidad de ranuras (50) están dispuestas
circunferencialmente alrededor del diámetro exterior del tubo de
salida (20).
13. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el generador estático (60) tiene una parte posterior (65)
conformada con un ángulo que va de unos 30 grados hasta unos 60
grados.
14. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el generador estático (60) tiene un cuerpo cónico (65) conformado
con un ángulo que va de unos 5 grados hasta unos 30 grados.
15. El aparato de la reivindicación 14, en el que
el generador estático (60) tiene álabes helicoidales (63).
16. El aparato de la reivindicación 15, en el que
el generador estático (60) tiene álabes (63) que se estrechan.
17. El aparato de la reivindicación 16, en el que
los álabes se estrechan un ángulo que es de unos 5 grados hasta
unos 30 grados mayor que el ángulo del cuerpo cónico (65) del
generador estático (60).
18. El aparato de la reivindicación 1, en el que
el extremo de aguas arriba (22) tiene una superficie cónica (65)
conformada con un ángulo que va de unos 20 grados a unos 60
grados.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602006016740D1 (de) * | 2005-02-24 | 2010-10-21 | Twister Bv | Verfahren und system zur kühlung eines erdgasstroms und trennung des gekühlten stroms in verschiedene teile |
| US8075668B2 (en) | 2005-03-29 | 2011-12-13 | Dresser-Rand Company | Drainage system for compressor separators |
| KR20070101056A (ko) * | 2006-04-10 | 2007-10-16 | 삼성전자주식회사 | 사이클론 및 사이클론 공기청정기 |
| EP2063978B1 (en) * | 2006-09-19 | 2014-07-09 | Dresser-Rand Company | Rotary separator drum seal |
| CA2663531C (en) | 2006-09-21 | 2014-05-20 | William C. Maier | Separator drum and compressor impeller assembly |
| BRPI0717088B1 (pt) | 2006-09-25 | 2019-10-29 | Dresser Rand Co | sistema de proteção de acoplamento |
| CA2663751C (en) | 2006-09-25 | 2015-01-27 | William C. Maier | Access cover for pressurized connector spool |
| WO2008039446A2 (en) | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Dresser-Rand Company | Fluid deflector for fluid separator devices |
| BRPI0717090A8 (pt) | 2006-09-25 | 2017-09-12 | Dresser Rand Co | Sistema de montagem de compressor |
| BRPI0717087B1 (pt) | 2006-09-25 | 2018-10-16 | Dresser Rand Co | sistema de carretel conector para conectar um primeiro componente e um segundo componente de um sistema de compressão industrial |
| EP2415507A1 (en) * | 2006-09-26 | 2012-02-08 | Dresser-Rand Company | Improved static fluid separator device |
| US8408879B2 (en) | 2008-03-05 | 2013-04-02 | Dresser-Rand Company | Compressor assembly including separator and ejector pump |
| US8043394B2 (en) * | 2008-03-21 | 2011-10-25 | GM Global Technology Operations LLC | Particulate matter filter assembly with a flow device |
| US7922218B2 (en) | 2008-06-25 | 2011-04-12 | Dresser-Rand Company | Shear ring casing coupler device |
| US8062400B2 (en) | 2008-06-25 | 2011-11-22 | Dresser-Rand Company | Dual body drum for rotary separators |
| US8079805B2 (en) | 2008-06-25 | 2011-12-20 | Dresser-Rand Company | Rotary separator and shaft coupler for compressors |
| US8899912B2 (en) | 2009-01-15 | 2014-12-02 | Dresser-Rand Company | Shaft seal with convergent nozzle |
| US8210804B2 (en) | 2009-03-20 | 2012-07-03 | Dresser-Rand Company | Slidable cover for casing access port |
| US8087901B2 (en) | 2009-03-20 | 2012-01-03 | Dresser-Rand Company | Fluid channeling device for back-to-back compressors |
| US8061972B2 (en) | 2009-03-24 | 2011-11-22 | Dresser-Rand Company | High pressure casing access cover |
| BR112012005866B1 (pt) | 2009-09-15 | 2021-01-19 | Dresser-Rand Company | aparelho para a separação de um fluido e método para a separação de um componente de peso específico mais alto de um componente de peso específico mais baixo de um fluido |
| US20110097216A1 (en) * | 2009-10-22 | 2011-04-28 | Dresser-Rand Company | Lubrication system for subsea compressor |
| EP2533905B1 (en) | 2010-02-10 | 2018-07-04 | Dresser-Rand Company | Separator fluid collector and method |
| US8425641B2 (en) * | 2010-06-30 | 2013-04-23 | General Electric Company | Inlet air filtration system |
| US8673159B2 (en) | 2010-07-15 | 2014-03-18 | Dresser-Rand Company | Enhanced in-line rotary separator |
| WO2012009159A2 (en) | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Dresser-Rand Company | Radial vane pack for rotary separators |
| WO2012012018A2 (en) | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Dresser-Rand Company | Combination of expansion and cooling to enhance separation |
| WO2012012143A2 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Dresser-Rand Company | Multiple modular in-line rotary separator bundle |
| WO2012033632A1 (en) | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Dresser-Rand Company | Flush-enabled controlled flow drain |
| US8994237B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-03-31 | Dresser-Rand Company | Method for on-line detection of liquid and potential for the occurrence of resistance to ground faults in active magnetic bearing systems |
| WO2013109235A2 (en) | 2010-12-30 | 2013-07-25 | Dresser-Rand Company | Method for on-line detection of resistance-to-ground faults in active magnetic bearing systems |
| WO2012138545A2 (en) | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Dresser-Rand Company | Circulating dielectric oil cooling system for canned bearings and canned electronics |
| EP2715167B1 (en) | 2011-05-27 | 2017-08-30 | Dresser-Rand Company | Segmented coast-down bearing for magnetic bearing systems |
| US8851756B2 (en) | 2011-06-29 | 2014-10-07 | Dresser-Rand Company | Whirl inhibiting coast-down bearing for magnetic bearing systems |
| DE102011122632A1 (de) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Mann + Hummel Gmbh | Fliehkraftabscheider und Filteranordnung |
| US8973215B2 (en) | 2012-07-18 | 2015-03-10 | Techtronic Floor Care Technology Limited | Cyclonic vacuum cleaner and dirt separator |
| CN104470609B (zh) * | 2012-07-18 | 2017-11-03 | 赛诺菲-安万特德国有限公司 | 气液分离器 |
| EA025229B1 (ru) * | 2013-10-07 | 2016-12-30 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Вихревой сепаратор с лопаточным аппаратом |
| WO2017104183A1 (ja) | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 臼井国際産業株式会社 | 気液分離用旋回流発生装置 |
| WO2017104184A1 (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 臼井国際産業株式会社 | 気液分離装置 |
| US11058981B2 (en) * | 2016-07-12 | 2021-07-13 | Sikorsky Aircraft Corporation | Inline water separators |
| JP6934297B2 (ja) * | 2016-12-08 | 2021-09-15 | 臼井国際産業株式会社 | 気液分離装置 |
| DE102017213608B4 (de) * | 2017-08-04 | 2020-06-18 | Tayyar Bayrakci | Gleichstromzyklonabscheider |
| JP7094091B2 (ja) * | 2017-10-25 | 2022-07-01 | 臼井国際産業株式会社 | 気液分離装置 |
| US11478736B2 (en) * | 2018-05-18 | 2022-10-25 | Donaldson Company Inc. | Precleaner arrangement for use in air filtration and methods |
| US11207628B2 (en) * | 2018-09-27 | 2021-12-28 | Noram Engineering And Constructors Ltd. | Processes and devices for separating entrainment from sulphuric acid plant process gas |
| US11351492B2 (en) * | 2019-02-20 | 2022-06-07 | B/E Aerospace, Inc. | Inline vortex demister |
| US11117143B2 (en) * | 2019-08-26 | 2021-09-14 | Jeong Hwa SON | Centrifugal filtration device |
| US11458428B2 (en) * | 2021-02-04 | 2022-10-04 | Fca Us Llc | Particulate separator for engine air cleaner |
| US20230117200A1 (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-20 | Eaton Intelligent Power Limited | In-line debris separtor for liquid |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3019856A (en) * | 1958-12-19 | 1962-02-06 | American Radiator & Standard | Dust collector |
| FR1392667A (fr) * | 1964-02-06 | 1965-03-19 | Prec Mecanique Labinal | Perfectionnements apportés aux cellules filtrantes |
| US3885935A (en) * | 1971-09-02 | 1975-05-27 | Heat Fluid Engineering Corp | Centrifugal apparatus for separating entrained liquids from a gaseous stream |
| US4311494A (en) | 1977-09-26 | 1982-01-19 | Facet Enterprises, Inc. | Axial flow gas cleaning device |
| US4391613A (en) * | 1978-09-28 | 1983-07-05 | Ingersoll-Rand Company | Multi-station downflow centrifugal separation method and apparatus for separating particulate matter from gases |
| LU86156A1 (fr) | 1985-11-12 | 1987-06-26 | Xrg Systems | Procede et dispositif pour extraire des liquides d'agregate et de melanges gaz-vapeur |
| BE1000524A4 (fr) | 1987-05-11 | 1989-01-17 | Separgaz Sa | Procede et dispositif de separation aerodynamique de composants d'un courant gazeux. |
| US4886644A (en) | 1987-12-02 | 1989-12-12 | Texaco Inc. | Liquid degaser in an ebullated bed process |
| EP0344750B1 (en) | 1988-06-02 | 1994-09-07 | Cyclofil (Proprietary) Limited | Vortex tube separating device |
| FR2662618B1 (fr) | 1990-06-05 | 1993-01-29 | Inst Francais Du Petrole | Separateur cyclonique a co-courant et ses applications. |
| DE4026171C2 (de) | 1990-08-15 | 1994-01-27 | Kuettner Gmbh & Co Kg Dr | Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus einer Gasströmung |
| SE9102519L (sv) * | 1991-09-03 | 1993-03-04 | Vattenfall Utveckling Ab | Separator |
| JP3323781B2 (ja) | 1996-09-05 | 2002-09-09 | 日揮株式会社 | ガス移送配管 |
-
2000
- 2000-11-10 US US09/709,850 patent/US6540917B1/en not_active Expired - Lifetime
-
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