NL7920206A - Horizontale damp-vloeistofscheider. - Google Patents

Description

- 1 - 7920206

J

Horizontale damp-vloeistofscheider | De uitvinding heeft betrekking op een horizontale damp-vloei-j

stofschelder. I

Damp-vloeistofmengsels worden vaak tegengekomen in de procesindustrieën. De dispersie van vloeistoffen in gasstromen omvat onsta-i 5 biele mengsels, die gewoonlijk moeten worden gescheiden vóór verdere | verwerking van de fasen. De meeste dispersies zullen natuurlijk scheiden indien zij onberoerd gelaten worden, maar de natuurlijke scheidingsnelheid is vaak te langzaam voor economische, overweging.

Bij één variëteit van kunstmatige schelder, die wordt toege-10 past om de scheidingsnelheid van de dispersie te versnellen, wordt de centrifugaalkracht van de meegevoerde druppeltjes aangewend voor de scheiding. Bij een tweede variëteit verlaat men zich op het terecht komen en samengroeien van de meegevoerde vloeistof op een geschikte obstructie die in de baan van de vloeistroom is geplaatst.

15 Tot dusver waren er op dit gebied bekende schelders massaal en/of ondoelmatig in het tot stand brengen van de wenselijke fase- i j scheiding. Een oogmerk van de onderhavige uitvinding is om een doelmatige fasescheiding tot stand te brengen met minimum drukdaling in een in lijn installatie zonder het gebruik van een ingewikkelde con-i 20 structie.

Kort omschreven is de uitvinding gericht op een horizontale damp-vloeistofscheider, die bestemd is voor in lijn installatie voor de doelmatige fasescheiding van een damp-vloeistofmengsel met be- j trekkelijk geringe drukdaling van de stroming, die door de schelder | 25 gaat. |

De uitvinding omvat een huis, voorzien van een langwerpige scheidingkamer. Een horizontale inlaatbuis, die inwendige schoepen j | heeft voor het verlenen van een schroeflijnvormige beweging aan de ! | fluidumstroming daardoor, strekt zich door de huiswand in de kamer 30 uit. Een serie van tenminste drie scheiderpijpen zijn in uiteengelegên ! [ coaxiaal uitgericht verband met de inlaatbuis gemonteerd om een j minimum van drie rondlopende stuwopeningen te vormen. De zwaardere meegevoerde vloeistofdruppeltjes, die naar de binnenomtrekken van de i ' ; ! buis en pijpen worden geslingerd door de centrifugaalkracht, gaan 7 9 2 0 2 0 6 - 2 -

! I

door de stuwopeningen, bijgestaan door de in bet algemeen vooruit- | i

gerichte beweging van de stroom. Een conische kering is nabij het einde ; I

van de pijpserie geplaatst in coaxiaal uitgericht verband daarmee. j

De kering keert de in het algemeen vooruitgerichte stroming om en | '5 eventueel overblijvende vloeistofdruppeltjes, die op de kering terecht: | komen als gevolg van hun vooruitgerichte hoeveelheid van beweging laat: j men samengroeien. Een uitlaatbuis, die zich door de huiswand in de kamer uitstrekt in coaxiaal uitgericht verband met de inlaadbuis en j | achter de kering eindigt, maakt het mogelijk om een in hoofdzaak 10 vloeistof-vrijedamp uit de scheidingkamer te laten stromen.

De vloeistof, die in de scheidingkamer wordt opgevangen, vloeit onder inwerking van de zwaartekracht door een of meer neergaande pijpen naar een gescheiden vloeistofvergaarkamer. In de laatste kamer wordt een normaal vloeistofniveau gehandhaafd als een dampafsluiting 15 door middel van een geschikte niveauregelinrichting, en de vloeistof j wordt van de bodem van de vergaarkamer onttrokken met een snelheid j i gelijk aan de vloeistofverzamelsnelheid. i J !

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan de j hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld daarvan, j 20 Fig. 1 is een verticale doorsnede over de horizontale damp- j vloeistofschelder volgens de uitvinding. j

Fig. 2 is een uitgebroken, op grotere schaal weergegeven ver- | ticale doorsnede over een gedeelte van een schelder volgens de uitvin-j ding en toont de relatieve uiteengelegen uitvoering van de buis en 25 keringonderdelen. j

De tekening toont de voorkeursuitvoering van de uitvinding. Vervolgens wordt de tekening in detail beschouwd en in het j | bijzonder fig. 1. Met het verwijzingscijfer 10 is een horizontale damp-vloeistofschelder algemeen aangegeven, bestaande uit een huis 12j I30 die een langwerpige kamer 14 daarin heeft voor het verzamelen van mee- | gevoerde vloeistof op een wijze zoals in het volgende uiteengezet zal ! | worden. De kopeinden 16 van het huis 12 zijn zoals in fig. 1 weerge-: ; geven is van een elliptische vormgeving voor. drukopname, ofschoon de j | daadwerkelijke vormgeving daarvan geen rol van betekenis speelt bij de | 35 uitvinding.

I.................Een inlaatbuis 18 strekt zich door een centrale poort 19 uitj ; 7920206 - 3 - die in het linker kopeinde 16 van het huis 12 in fig. 1 beschouwd en in de kamer 14 aangebracht is. Een spiraal schoep 20 is op een willekeurige geschikte wijze aan de binnenomtrek van de inlaatbuis 18 bevestigd voor het verlenen van een schroeflijnvormig stromingspatroon 5 aan elke daardoor bewegende stroom. Zoals in fig. 2 weergegeven is , is de binnenomtrek van het benedenstroomse einde 22 van de inlaatbuis 18 bij voorkeur schuin naar buiten afgekant om een in hoofdzaak afgeknot kegelvormig model te vormen.

Een pijp 24 is in de kamer 14 opgenomen in hoofdzakelijk coaxiaal 10 uitgericht verband met de inlaatbuis 18, en heeft één einde daarvan naar binnen uitgesmeed zoals bij 26 weergegeven is om een in hoofdzaak afgeknot kegelvormig buitenvlak te vormen. De binnenomtrek van het tegenovergestelde einde van de pijp 24 is schuin naar buiten afgekant zoals bij 29 weergegeven is in een in hoofdzaak afgeknot kegel-15 vormig model. Het uitgesmede einde 26 van de pijp 24 wordt in het schuin afgekante einde 22 van de inlaatbuis 18 gestoken maar bevindt zich op enige afstand daarvan af om een rondlopende stuwopening 30 te vermen, die naar buiten uitbuigt in een benedenstroomse richting.

De buis 18 en de pijp 24 worden bevestigd in uiteengelegen maar uitge-20 richt verband door afstandselementen 32, die de stuwopening 30 overspannen en bevestigd zijn tussen de inlaatbuis 18 en pijp 24 op een willekeurige geschikte wijze (niet weergegeven). De pijp is bij voorkeur concentrisch aangebracht binnen het huis 12 en kan daarin ondersteund worden door talrijke middelen, maar zoals in fig. 1 weergegeven 25 is, wordt de pijp 24 gedragen door een aantal steunen 34, die tussen de buitenomtrek van de pijp en de binnenomtrek van het huis 12 zijn bevestigd.

Een paar pijpen 36 en 38, in hoofdzaak identiek aan de pijp 24, zijn coaxiaal uitgericht achter de pijp 24 in uiteengelegen opeenvolgend 30 verband met telkens een uitsmeding tegenover een schuine afkanting door middel van afstandselementen 32 om bijkomende stuwopeningen 40 en 42 te vormen, welke in hoofdzaak identiek zijn aan de stuwopening 30.

| Op dezelfde wijze als de pijp 24 worden de pijpen 36 en 38 bij voorkeür | in de kamer 14 gedragen door steunen 34, die aan de binnenomtrek van !35 de huiswand 12 verbonden zijn.

7920206 - 4 - ........... ..... ........................ ..... ................. ......................... ...... ..........."ι . . . . . . ί

Een kering 44, die een naar binnen gericht m hoofdzaak conisch·- vlak 43 heeft, is coaxiaal uitgericht met de pijp 38 en wordt op 'j afstand gehouden van het schuin afgekante einde 29 daarvan door middel van zich axiaal uitstrekkende in omtrekszin uiteengelegen ribonder- j i 5 delen 46, die tussen de pijp 38 èn de keringbasis 41 zijn bevestigd.| j

De kegeltop van de kering 44 is naar het einde van de pijp 38 gericht, j en de basis 41 van de kegel strekt zich radiaal uit om een in omtreks-! zin komvormig uitsteeksel 45.te vormen zoals in fig. 2 weergegeven is.

| De uitlaatbuis 48 is in hoofdzakelijk coaxiaal uitgericht j j 10 verband met de inlaatbuis 18 aangebracht en bevindt zich op enige afstand benedenstrooms van de kering 44. De uitlaatbuis 48 strekt zich van het inwendige van de kamer 14 door een centrale opening 49 uit, die in het rechter kopeinde 16 in fig. 1 beschouwd aangebracht is.

15 Een tweede huis 54 is onder het huis 12 bevestigd en vormt een vloeistofvergaarkamer 56. Een paar neergaande pijpen 50 en 52 zijn j aan het onderste gedeelte van het huis 12 bevestigd in open verbin- ; j ding met de kamer 14 en strekken zich omlaag uit door de bovenwand | van het huis 54 in open verbinding met de vloeistofvergaarkamer 56. | 20 Een vloeistofafzuigleiding 58 is aan de bodem van het huis 54 verbonj-den in open verbinding met de kamer 56 voor onttrekking van vloeistof daaruit. Een regelklep 60 is in de afzuigleiding 58 opgenomen en wordt bediend door een geschikte klepbediening 64, die werkzaam verbonden is aan een vlotter 62, die in de kamer 56 opgenomen is. De 25 klep 60 wordt bij voorkeur vooraf ingesteld om te openen wanneer het vloeistofniveau, dat in de vergaarkamer gehandhaafd wordt, een bepaald normaal niveau overschrijdt. Ofschoon een vlottermechanisme beschreven is als een voorkeursmiddel voor het handhaven van een vloeistofniveau in de vloeistofvergaarkamer 56, zouden evengoed ook \ ; 30 andere vloeistofniveauregelmiddelen toegepast kunnen worden zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Bij de werking wordt een (niet voorgestéld) damp-vloeistof-mengsel continu in de inlaatbuis 18 toegevoerd. De spiraalschoepen 20, i die zich in de buis 18 bevinden, verlenen een schroeflijnvormige be-j ; 35 weging aan de stroming, en de zwaardere vloeistöfbestanddelen daarvan 7920206 * - 5 -

ί .................................................. I

! worden door de centrifugaalkracht naar de buitenomtrek van de wervelen- ! de stroom gedreven. Bij het benedenstrooms bewegen treden de afgescheiden vloeistofdruppeltjes uit de hoofdstroom door de stuwopeningen 30, 40 en 42 en dalen naar de bodem van de kamer 14 af onder inwerking |5 van de zwaartekracht. De stroom, die uit het schuin afgekante einde j van de pijp 38 treedt met eventueel overblijvende druppeltjes, die zich daarin bevinden, wordt tegen de conische kering 44 gericht. De kering 44 keert de in hoofdzaak vooruitgerichte stroming om en eventuele druppeltjes, die op de kering terecht komen, laat men samen-10 groeien en deze dalen naar de bodem van de kamer 14 af. De stroom, in hoofdzaak vrij van vloeistof, treedt uit de kamer 14 door de uit-laatbuis 48. De vloeistof in de kamer loopt daaruit af en vloeit via neergaande pijpen 50 en 52 in de vloeistofvergaarkamer 56. De afge- j scheiden vloeistof wordt dan aan de kamer 56 onttrokken door de afloop-15 leiding 58. De regelklep 60, die wordt bediend door de vlotter 62 en klepbediening 64, handhaaft steeds een vloeistofniveau in de vloeistofvergaarkamer 56 op een voorafbepaald niveau, onder het zodoende voorkomen van ontsnapping van damp daardoor onder het onttrekken van vloeistof met de vergaarsnelheid.

'20 Ofschoon tenminste drie stuwopeningen vereist zijn voor de doeltreffende verwijdering van meegevoerde vloeistof uit de dampstroom, werkt de hier overbaarde uitvinding met een betrekkelijk geringe druk-| i

daling en wordt hierdoor de noodzaak voorgebruikelijke anti - condens- I

kussens ondervangen onder het tot stand brengen van hoge scheiding- j 25 rendementen. j

Kort samengevat is in het voorgaande een verbeterde horizon- j tale damp-vloeistofscheider 10 beschreven, voorzien van een scheiding-j kamer, een horizontale inlaatleiding 18 met inwendige schoepen 20 voor: # ! het verlenen van een schroeflijnvormige beweging aan de fluidumstroming 30 daardoor, een serie van tenminste drie pijpscheiders 24, 36,38, die coaxiaal uitgericht zijn met de inlaatleiding en uiteenliggen zoals bij 30 gezien wordt om rondlopende stuwopeningen te vormen voor het ver- j zamelen van zwaardere druppeltjes, die door de centrifugaalkracht naarj de binnenomtrekken van de pijpen gedreven worden, een conische kering | 35 44, die zich in de baan van de uit het einde van de laatste scheider- j ? 9 2 0 2 0 § - 6 - pijp 38 afgevoerde stroming bevindt voor het laten Samengroeien van laatste sporen van vloeistof bij het daarop terecht komen, en een dampuitlaatleiding 48, die coaxiaal uitgericht is met de inlaatleiding. Een tweede kamer 56, die zich onder de scheidingkamer bevindt, verzamelt 5 de vloeistof onder inwerking van de zwaartekracht zoals bij 50, 52 j gezien wordt, waarbij gebruik gemaakt wordt van een met een vlotter 62 uitgerust vloeistofniveauregelsysteem 58, 60, 64 om een dampafsluiting i te handhaven onder het afvoeren van de verzamelde vloeistof met dezelfde vergaarsnelheid.

jlO Ofschoon de uitvinding in bepaald verband met de tekening beschreven is, dient wel te worden verstaan dat nadere en verdere gewijzigde uitvoeringen, afgezien van die welke hier voorgesteld en gesuggereerd zijn, vervaardigd kunnen worden zouden buiten het kader van de uitvinding te treden.

i | I i 7920206

Claims (4)

1. Horizontale damp-vloeistofschelder, die bestaat uit een huis, voorzien van een scheidingkamer, een in hoofdzaak horizontaal aangebrachte cilindrische inlaatbuis, die zich door de huiswand naar de scheidingkamer uitstrekt en met de binnenomtrek van het beneden-5 stroomse einde van deze buis schuin naar buiten afgekant onder een gegeven hoek in een hoofdzakelijk afgeknot kegelvormig model, middelen die zich binnen de inlaatbuis bevinden voor het verlenen van een schroeflijnvormige beweging aan het damp-vloeistofmengsel dat in deze buis toegevoerd wordt, tenminste drie cilindrische pijpen, die coaxiaal 110 uitgericht zijn met de inlaatbuis, en van dezelfde binnen- en buiten-! diameter als de inlaatbuis over de gehele lengte van deze tenminste drie pijpen, waarbij elk van deze tenminste drie pijpen het boven-stroomse buitenomtrekseinde daarvan schuin naar binnen afgekant heeft om een in hoofdzaak afgeknot kegelvormig buitenvlak te vormen, en de 15 binnenomtrek van het benedenstroomse einde daarvan schuin naar buiten afgekant heeft om een in hoofdzaak afgeknot kegelvormig binnenvlak te vormen, het bovenstroomse einde van een van deze tenminste drie pijpen in het schuin af gekante benedenstroomse einde van de inlaatbuis gestoken | is en zich op afstand daarvan bevindt om een rondlopende stuwopening j 20 te vormen en de andere van deze tenminste drie pijpen in uiteengelegen; opeenvolgend verband gemonteerd zijn om bijkomende stuwopeningen te ! vormen, het bovenstroomse einde van elk van deze tenminste drie pijpen uitgesmeed is om een stuwopening van een diameter kleiner dan de dia- ] meter van deze pijpen te vormen, en waarbij de voorlooprand van elk 25 van de stuwopeningen zich binnen de genoemde benedenstroomse schuine afkanting van de respectieve aangrenzende bovenstroomse inlaatbuis en tenminste drie pijpen bevindt, een stevig conisch keringorgaan dat met de top daarvan naar het schuin afgekante einde van de laatste van j deze tenminste drie cilindrische pijpen toe gemonteerd is, en zich i 130 op afstand daarvan bevindt voor het laten samengroeien van eventuele | in de uit deze pijp tredende stroom overblijvende vloeistofdruppeltjes^ j l middelen voor het verwijderen van in de scheidingkamer verzamelde vloeistof, en een uitlaatbuis die zich door de huiswand in de scheidingkamer uitstrekt in hoofdzakelijk axiaal üiigericht verband met de inlaatbuis. I 7920206 >9 - 8 - j

2. Horizontale damp-vloeistófschelder volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de middelen voor het verwijderen van de in de schei-dingkamer verzamelde vloeistof bestaan uit een tweede huis, dat zich onder het eerste huis bevindt en een vloeistofvergaarkamer vormt, neer- 5 gaande pijporganen die tussen de bodem van het eerste huis en het tweede huis opgenomen zijn in open verbinding met de scheidingkamer en de vloeistofvergaarkamer, een afzuigleiding die aan het onderste gedeelte van het tweede huis verbonden is in open verbinding met de vloeistofvergaarkamer, een regelklep die werkzaam aan de afzuigleiding verbonden is, 10 en middelen voor het aftasten van het vloeistofniveau in de vergaarkamer en het bedienen van de regelklep om een voorafbepaald niveau daarin te t handhaven.

3. Horizontale damp-vloeistofscheider volgens conclusie 2, ! j gekenmerkt doordat het keringorgaan een komvormig uitsteeksel omvat, 15 waarbij de zijden van dit komvormige uitsteeksel naar de inlaatbuis orriënteerd zijn.

4. Horizontale damp-vloeistofscheider volgens conclusie 3, gekenmerkt doordat de zich binnen de inlaa buis bevindende middelen voor j het verlenen van een schroeflijnvormige beweging aan het damp-vloeistof- 20 mengsel bestaan uit een spiraalschoep die aan de binnenomtrek van de inlaatbuis is bevestigd. i j ; j I | | j i i [ i | 7920206