FR2564750A1 - Separator for mixtures using centrifuging - Google Patents
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Abstract
Description
Séparateur de mélanges par centrifugation
La présente invention concerne un séparateur d'un mélange d'une vapeur (ou un gaz, ou un liquide) et d'un liquide (ou un solide) par centrifugation à l'intérieur d'une enceinte, comprenant au moins un ensemble constitué d'un moyeu central, d'au moins un tube de circulation, d'un dispositif pour imprimer au mélange un écoulement tourbillonnaire à l'entrée du ou des tubes de circulation, d'un tube de recueil d'une partie moins dense installé à la sortie du ou des tubes de circulation, muni éventuellement d'un dispositif de redressage de l'écoulement, d'au moins un dispositif d'extraction d'une partie plus dense du mélange initial, d'au moins un dispositif de recueil de cette partie, de moyens de réintroduction partielle de cette partie plus dense dans le mélange à séparer ou en cours de séparation.Mixing separator by centrifugation
The present invention relates to a separator of a mixture of a vapor (or a gas, or a liquid) and a liquid (or a solid) by centrifugation inside an enclosure, comprising at least one assembly constituted a central hub, at least one circulation tube, a device for imparting to the mixture a vortex flow at the inlet of the circulation tube (s), a collection tube with a less dense part installed at the outlet of the circulation tube (s), optionally provided with a flow straightening device, at least one device for extracting a denser part of the initial mixture, at least one collecting device of this part, means for partial reintroduction of this denser part into the mixture to be separated or during separation.
Des dispositifs de ce genre ont fait notamment l'objet des demandes de brevets n0 83 16289 déposée le 13 Octobre 1983 et no 811 01474 déposée le 31 Janvier 1984 aux noms des demanderesses. Devices of this kind have been the subject, in particular, of patent applications No. 83 16289 filed on October 13, 1983 and No. 811 01474 filed on January 31, 1984 in the names of the applicants.
Dans ces deux demandes de brevet, il est décrit plusieurs moyens de réintroduction partielle de la partie la plus dense. In these two patent applications, several means of partial reintroduction of the densest part are described.
La présente addition a pour but de décrire d'autres moyens de réintroduction permettant d'améliorer les performances du séparateur. The purpose of this addition is to describe other reintroduction means making it possible to improve the performance of the separator.
La présente invention est caractérisée en ce que les moyens de réintroduction consistent en au moins une conduite d'extraction reliant, en aval du dispositif de redressage, un dispositif de recueil et le moyeu central, et en des canaux de réinjection réalisés dans le moyeu central en aval du dispositif d'écoulement tourbillonnaire. The present invention is characterized in that the reintroduction means consist of at least one extraction pipe connecting, downstream of the straightening device, a collection device and the central hub, and in reinjection channels produced in the central hub downstream of the vortex flow device.
De préférence, la conduite d'extraction a une section en forme de goutte d'eau pour perturber au minimum l'écoulement principal sortant du dispositif de redressage. Preferably, the extraction pipe has a section in the form of a drop of water to disturb at least the main flow leaving the straightening device.
Une variante des canaux de réinjection est caractérisée en ce que le moyeu central est constitué d'au moins deux parties comportant chacune, à une extrémité, une portée annulaire, les canaux de réinjection étant réalisés entre les deux portées annulaires reliées entre elles par des aubes. A variant of the reinjection channels is characterized in that the central hub consists of at least two parts each comprising, at one end, an annular bearing, the reinjection channels being produced between the two annular bearings connected together by blades .
Avantageusement, en aval des canaux de réinjection, le diamètre du moyeu est réduit augmentant ainsi la section de passage du mélange pour compenser l'augmentation de débit que représente la partie du mélange sortant des canaux de réinjection. Advantageously, downstream of the reinjection channels, the diameter of the hub is reduced, thus increasing the cross-section of the mixture to compensate for the increase in flow represented by the part of the mixture leaving the reinjection channels.
Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, un seul ensemble d'un séparateur selon l'invention. There is described below, by way of example and with reference to the accompanying drawings, a single set of a separator according to the invention.
La figure 1 représente un ensemble comportant des moyens de réintroduction selon l'invention. FIG. 1 represents an assembly comprising reintroduction means according to the invention.
La figure 2 représente une variante des canaux de réinjection selon l'invention. FIG. 2 represents a variant of the reinjection channels according to the invention.
La figure 3 représente une coupe de cette variante, selon III de la figure 2. FIG. 3 represents a section of this variant, along III of FIG. 2.
La figure 1 représente, en coupe axiale, un seul ensemble d'un séparateur, constitué d'une enceinte extérieure 2. Cet ensemble comprend - un moyeu central 120, - un tube de circulation 100, - un dispositif ou distributeur 102 de mise en rotation du mélange à séparer. Ce distributeur 1Q2 est constitué d'ailettes fixées sur le moyeu central 120, - un tube de recueil 103 de vapeur quasiment sèche, et muni d'un dispositif 104 de redressage de l'écoulement. Ce dispositif 104 est constitué d'ailettes fixées sur le moyeu central 120, - un dispositif d'extraction 105 mettant en communication l'écoulement avec un dispositif de recueil ou chambre 107. La phase la plus dense issue du dispositif 105 est ensuite évacuée par la tubulure 109.La phase la moins dense issue de ce même dispositif est réintroduite dans le mélange de vapeur humide, en aval du distributeur de mise en rotation 102. Figure 1 shows, in axial section, a single set of a separator, consisting of an outer enclosure 2. This set comprises - a central hub 120, - a circulation tube 100, - a device or distributor 102 for setting rotation of the mixture to be separated. This 1Q2 distributor consists of fins fixed to the central hub 120, - a collection tube 103 of almost dry steam, and provided with a device 104 for straightening the flow. This device 104 consists of fins fixed on the central hub 120, - an extraction device 105 putting the flow into communication with a collecting device or chamber 107. The densest phase coming from the device 105 is then evacuated by the tubing 109. The less dense phase from this same device is reintroduced into the wet steam mixture, downstream of the rotation distributor 102.
Le mélange eau-vapeur à séparer pénètre dans l'ensemble de séparation par l'extrémité 1. Les ailettes du distributeur 102 lui communiquent un mouvement tourbillonnaire sous l'effet duquel l'eau est centrifugée vers le tube de circulation.The water-vapor mixture to be separated enters the separation assembly through the end 1. The fins of the distributor 102 impart to it a vortex movement under the effect of which the water is centrifuged towards the circulation tube.
La quasi-totalité de l'eau ruisselant sur le tube 100, ou se trouvant au voisinage de la paroi de ce tube, pénètre dans le dispositif 105 et se dirige vers la chambre 107 puis vers la tubulure d'évacuation 109. Almost all of the water flowing on the tube 100, or being in the vicinity of the wall of this tube, enters the device 105 and goes towards the chamber 107 then towards the evacuation pipe 109.
La pénétration de l'eau dans le dispositif 105 et son évacuation peuvent être favorisées par l'extraction d'une certaine fraction de vapeur.The penetration of water into the device 105 and its evacuation can be favored by the extraction of a certain fraction of vapor.
Le débit principal de vapeur non extrait par le dispositif 105, ainsi éventuellement qu'une faible quantité d'eau résiduelle, c'est-à-dire non évacuée par ce dispositif, pénètrent dans le tube 103 et rencontrent le dispositif de redressage 104 destiné à supprimer le mouvement tourbillonnaire de l'écoulement. A la sortie de l'ensemble de séparation on trouve donc une vapeur sèche ou quasiment sèche, et animée d'un mouvement pratiquement axial.The main flow of steam not extracted by the device 105, as well as possibly a small amount of residual water, that is to say not discharged by this device, enters the tube 103 and meets the straightening device 104 intended to suppress the vortex movement of the flow. At the outlet of the separation assembly there is therefore a dry or almost dry vapor, and driven in a substantially axial movement.
La vapeur et une partie de l'eau extraites par le dispositif 105 sont réintroduites dans le moyeu 120 à travers une conduite d'extraction 130. Cette conduite relie la paroi 103 de la chambre 107 et la paroi du moyeu 120. La section de cette conduite a une forme de goutte d'eau dont l'extrémité arrondie est bien entendu située face à l'écoulement, pour ne pas créer de pertes de charge supplémentaires dans 11 écoulement principal sortant de ce dispositif de redressement. Le fond du moyeu 120 comporte un bouchon 3'. The steam and part of the water extracted by the device 105 are reintroduced into the hub 120 through an extraction pipe 130. This pipe connects the wall 103 of the chamber 107 and the wall of the hub 120. The section of this pipe has a teardrop shape, the rounded end of which is of course situated opposite the flow, so as not to create additional pressure drops in the main flow leaving this straightening device. The bottom of the hub 120 has a plug 3 '.
La vapeur extraite est réintroduite dans le mélange en cours de séparation par des canaux de réinjection 116 situés en aval du distributeur 102 et répartis circonférenciellement. The extracted steam is reintroduced into the mixture being separated by reinjection channels 116 located downstream of the distributor 102 and distributed circumferentially.
La figure 2 représente une variante des canaux de réinjection 116, et bien entendu, cette variante des canaux de réinjection peut être utilisée dans les demandes de brevet citées précédemment. FIG. 2 represents a variant of the reinjection channels 116, and of course, this variant of the reinjection channels can be used in the patent applications cited above.
Dans cette figure 2, il est représenté un moyeu axial 120, un tube de circulation 100 et un distributeur 102 fixé sur le moyeu 120 et sur le tube 100. Le moyeu 120 est constitué de trois parties 120A, 120B, 120'B, les parties 120B, 120'B pouvant bien entendu être réalisées en une seule. In this figure 2, there is shown an axial hub 120, a circulation tube 100 and a distributor 102 fixed on the hub 120 and on the tube 100. The hub 120 consists of three parts 120A, 120B, 120'B, the parts 120B, 120'B can of course be produced in one.
Une extrémité de la partie 120A représente une portée annulaire externe 125, et une extrémité de la partie 120B représente une portée annulaire interne 126. Entre ces deux portées 125, 126, des aubes 120C, mieux visibles en figure 3, sont soudées inclinées par rapport à un plan radial pour imprimer à la vapeur réinjectée un mouvement tourbillonnaire de même sens que celui du mélange sortant du distributeur 102. One end of the part 120A represents an external annular bearing 125, and one end of the part 120B represents an internal annular bearing 126. Between these two bearing surfaces 125, 126, blades 120C, better visible in FIG. 3, are welded inclined relative to to a radial plane in order to impart to the reinjected steam a vortex movement in the same direction as that of the mixture leaving the distributor 102.
La partie centrale 120B, ainsi que l'extrémité de la partie 120'B ont dans cet exemple un diamètre extérieur réduit par rapport à la partie 120A pour compenser l'augmentation de débit. The central part 120B, as well as the end of the part 120'B in this example have an outer diameter reduced compared to the part 120A to compensate for the increase in flow rate.
Bien entendu, le diamètre extérieur de la partie 120'B reprend la valeur du diamètre de la partie 120A, aux environs de l'entrée du tube de recueil 103. Of course, the outside diameter of the part 120'B takes on the value of the diameter of the part 120A, around the entrance to the collection tube 103.
Claims (4)
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