NL8720219A - Cycloonseperator. - Google Patents

Description

VO 1317

Titel: Cycloonseparator

Deze uitvinding heeft betrekking op cycloonseparatoren.

De uitvinding heeft in het bijzonder, echter niet uitsluitend, toepassing bij vloeistofseparatoren, in het bijzonder separatoren voor het scheiden van olie 5 en water uit een olie-watermengsel, zoals van de soort beschreven in de internationale octrooiaanvrage PCT/AU83/00028, het Amerikaanse octrooischrift 4,464,264, het Amerikaanse octrooischrift 4,576,724 of het Amerikaanse octrooischrift 4,237,006.

10 De cycloonseparator volgens de uitvinding heeft een langwerpige scheidingskamer die zich uitstrekt van een einde met grotere diameter naar een einde met kleinere diameter en heeft een overloopuitlaat bij het einde met de grotere diameter en een onderstroomuitlaat bij 15 het einde met kleinere diameter en inlaatmiddelen voor het inlaten van te scheiden fluïdum in de scheidingskamer op een plaats die in lengterichting gezien ten minste grenst aan het einde met grotere diameter, waarbij de onderstroomuitlaat leidt naar een zich axiaal uitstrekkend 20 eindgedeelte van de separator, waardoorheen, tijdens gebruik van de separator, de uitgaande stroom van de onderstroomuitlaat passeert, welk eindgedeelte zich uitstrekt van een einde met kleinere diameter naar een einde met grotere diameter, waarbij het einde met kleinere 25 diameter van het eindgedeelte zich het dichtst bij het einde met grotere diameter van de scheidingskamer bevindt. Bij voorkeur heeft het genoemde eindgedeelte een afgeknot-conische vorm met een coniciteit (halve hoek) in het gebied van 6° tot 20°, bij voorkeur 8°.

30 De uitvinding zal verder bij wijze van voorbeeld worden beschreven, refererend aan bijgaande tekening waarin de enkele figuur schematisch een doorsnede van de cycloonseparator volgens de uitvinding toont.

De bij wijze van voorbeeld afgebeelde cycloonseparator 35 is voorzien van een buitenhuis 24 die daarin een langwerpige 8710219 -2- scheidingskamer 24a begrenst. De scheidingskamer is axiaal symmetrisch en heeft een cirkelvormige dwarsdoorsnede. De kamer 24a strekt zich uit van een einde 10a met grotere diameter van de separator naar een separator-5 einde 10b met een kleinere diameter. In dit geval heeft de scheidingskamer een eerste deel 12 van cylindrische vorm, een tweede tapse deel 14, welk tapse deel 14 zich op zijn beurt uitstrekt naar een derde deel 16 van cylindrische vorm. Een taps gedeelte 12a strekt zich uit 10 tussen de delen 12 en 14. Het deel 16 is bij zijn einde afgekeerd van het deel 12, voorzien van een onderstroom-uitlaat 23. Het deel 16 leidt naar een einddeel 18 van de separator. De scheidingskamer 24a heeft een onderstroom-uitlaat 23 voor fluïdum met grotere dichtheid, welke 15 uitlaat zich bevindt bij het eind van het deel 16, afgekeerd van het einde 10a van de separator met grotere diameter.

De scheidingskamer 24a heeft eveneens een of meer tangenti-ale fluïduminlaten 26 die zijn aangebracht nabij het einde van de separator met grotere diameter en een axiale 20 overstroomuitlaat 24 aangebracht bij het einde met grotere diameter (voor het uitstromen van de componenten met geringere dichtheid van het te scheiden fluïdum).

De separator 10 is in het bijzonder, in dit bijzondere geval, ontworpen voor het afscheiden van olie uit een 25 olie-watermengsel , welk mengsel wordt toegelaten via inlaten 26, waarbij het afgescheiden water wordt afgetapt via uitlaat 23 en de afgescheiden olie wordt afgetapt via uitlaat 34. Separatoren van dit of andere typen, geschikt voor het scheiden van vloeistofcomponenten 30 ten opzichte van elkaar, worden in het algemeen ontworpen om te waarborgen dat in de vloeistof relatief lage afschuif-spanningen optreden terwijl deze vloeistof binnen de scheidingskamer 24a beweegt. De internationale octrooiaanvrage PCT/AU83/00028, het Amerikaanse octrooischrift 35 4,464,264, het Australische octrooischrift 84713/82 en het Amerikaanse octrooischrift 4,237,006 beschrijven cycloonseparatoren die geschikt zijn voor het afscheiden

.87202U

-3- van olie uit een olie- en watermengsel waarin het water de overhand heeft. Deze publikaties beschrijven configuraties en"dimensionele aspecten die toepasbaar zijn op dit type separator. In het algemeen zijn deze separatoren 5 gekenmerkt doordat zij een in verhouding grote lengte-top-diameterverhouding hebben, bijvoorbeeld een diameter d^ bij het einde met grotere diameter van de separator dat in een verhouding staat tot de totale lengte van de separator, zodanig dat de totale lengte "L" ten minste 10 vijf maal de diameter d^ bedraagt. Meer in het bijzonder kan de separator zijn gekenmerkt door het volgende: 10 « l2/d2 * 25 .04 < 4A./ i d, 2 < 0.10 15 d0/d2 ' 0-25 dl ' d2 d2 > d3' waarin d^, d2, d^ en 1^, 12, 13 de diameters en de lengten 20 zijn van het eerste gedeelte 12, het tweede gedeelte 14 en respectievelijk het derde gedeelte 16, waarbij het totale dwarsdoorsnedegebied van de of van alle inlaten 26 is,gemeten bij de normale punten van binnenkomst van de inlaatstroming en waarbij dg de diameter van 25 de uitlaat 34 is.

Indien aanwezig kan het tapse deel 12a een tapsheid hebben waarvan de coniciteit (halve hoek) 10° is. Het deel 14 kan een tapsheid hebben waarvan de coniciteit (halve hoek) 20' tot 1° is. Wanneer een deel zoals het 30 deel 14 taps is, moet de betreffende diameter zoals de diameter d2 daarvan in de bovenstaande formules worden opgevat als de diameter daarvan bij het einde met de grootste diameter. De verhoudingen zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4,576,724 en 4,237,006.

35 in een bijzondere uitvoering, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4,576,724 geldt de hiernavolgende verhouding: dQ/d2 < 0.1.

fc8720219 -4-

Het deel 18 heeft een afgeknot-conische vorm die vanaf de uitlaat 23 toeneemt van een diameter d3 bij het einde het dichtste bij de uitlaat 23, naar een diameter' d^ bij het einde op afstand daarvan. De coniciteit (halve 5 hoek) "A" van het deel 18 kan 8° zijn en het deel 18 kan een lengte 1^ hebben die meer bedraagt dan de kleinste diameter d^ daarvan zodanig dat 1 < l^/d^ < 5. In overeenstemming met conventionele praktijk kan de uitlaat 23 worden gekoppeld, bijvoorbeeld via een pijp 20, naar 10 een geschikt stromingsbeperkend middel of een smoorinrich-ting 22, welke kan zijn geconstrueerd in overeenstemming met de leer van het Amerikaanse octrooischrift 4,464,264, of de internationale octrooiaanvrage PCT/AU83/00028, voor het daaruit uitstromen van de dichtere vloeistof 15 (in dit geval water) van de separator. In het bijzonder ; kunnen de stromingsbeperkende middelen aanwezig zijn in een doorgang 22a die in het algemeen een afgeknot-conische vorm heeft met een diameter die vanaf het einddeel 18 afneemt tot een diameter bij het einde op afstand 20 van het einde 18, die in het gebied 1/3 tot 2/3 ligt van de diameter van de doorgang 22a bij het einde nabij het einddeel 18.

Het aanwezig zijn van het deel 18 is in het bijzonder nuttig gebleken in die zin dat het een betrekkelijke 25 verkorting van de lengte van de separator toelaat indien vergeleken met zijn diameter, ten opzichte van hetgeen anders het geval zou zijn. Zoals opgemerkt zijn separatoren voor het scheiden van vloeibare componenten, in het bijzonder voor de in het voorgaande genoemde olie- en 30 watermengsels, in het algemeen gekenmerkt doordat zij een relatief grote lengte hebben en de vermindering in lengte bereikbaar is door het gebruik van het deel 18 is derhalve van praktische betekenis omdat de separatoren daardoor kunnen worden ondergebracht in beperkte ruimten 35 en omdat verder de vervaardigingskosten worden beperkt.

De verschaffing van het deel 18 wordt geacht de werking te vergemakkelijken omdat dit het mogelijk maakt dat 18720219 -5- een dynamische drukval die normaal optreedt bij de werking van separatoren van de onderwerpelijke soort kan worden teruggewonnen. In het bijzonder zal er normaal een aanzienlijk verlies in statische druk zijn vanaf de inlaten 26 5 tot aan de uitlaat 23 van de separator en de afgeknot-conische configuratie van het deel 18 draagt bij tot het tot het minimum beperken van dit verlies.

Zoals beschreven in de internationale octrooiaanvrage PCT/AU85/00010, kunnen de meerdere tangentiale inlaten 26 10 zoals afgebeeld, worden vervangen door één enkele inlaat van een involute vorm.

.8720219

Claims (11)

1. Cycloonseparator met een langwerpige scheidingskamer die zich uitstrekt van een einde met grotere diameter naar een einde met kleinere diameter en voorzien van een overstroomuitlaat bij het einde met grotere diameter 5 en een onderstroomuitlaat bij het einde met kleinere diameter en inlaatmiddelen voor het inlaten van te scheiden fluïdum naar de scheidingskamer, op een plaats die in lengterichting gezien ten minste grenst aan het einde met grotere diameter, waarbij de onderstroomuitlaat 10 leidt naar een zich axiaal uitstrekkend eindgedeelte van de separator, via welke bij gebruik van de separator de uitstroming uit de onderstroomuitlaat passeert, welk einddeel zich uitstrekt van een einde met kleinere diameter naar een einde met grotere diameter, waarbij het einde 15 met kleinere diameter van het einddeel het dichtst bij het einde met grotere diameter van de scheidingskamer ligt.

2. Cycloonseparator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het genoemde eindgedeelte een afgeknot-conische 20 vorm heeft met een coniciteit (halve hoek) in het gebied van 6° tot 20°.

3. Cycloonseparator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de coniciteit (halve hoek) van het eindgedeelte in hoofdzaak 8° bedraagt.

4. Cycloonseparator volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het eindgedeelte langer is dan de diameter daarvan bij het einde met kleinere diameter van het einddeel.

5. Cycloonseparator volgens conclusie 4, met het kenmerk, 30 1 < l4/d3 < 5, waarbij 1^ de lengte van het einddeel en d^ de diameter van het einddeel bij het einde met de kleinste diameter is.

6. Cycloonseparator volgens een van de voorgaande 35 conclusies, waarbij de scheidingskamer is voorzien van . 8720219 -7- eerste, tweede en derde kamerdelen die axiaal in die volgorde zijn opgesteld, waarbij de inlaatmiddelen zijn voorzien' van ten minste één inlaat die uitmondt in het ' eerste deel, de overloopuitlaat en de onderstroomuitlaat 5 zijn ingericht voor axiale uitstroming uit het eerste gedeelte, respectievelijk het derde gedeelte en waarbij de eerste en derde gedeelten een in hoofdzaak cylindrische vorm hebben en het tweede gedeelte een tapse vorm heeft, waarin 10 10. l2/d2 25 .04 4A^ / π d^ 2 ^ 0.10 dQ/d2 < 0.25 dl > a2 15 d2 > dj, waarin 1^, 12 en 1^ de lengten zijn van het eerste, tweede en respectievelijk derde gedeelte, d^ en d3 de diameters zijn van het eerste, respectievelijk het derde 20 gedeelte, d2 de diameter is van het tweede gedeelte bij het einde daarvan met de grootste diameter, dg de diameter is van de overloopuitlaat en A^ het totale dwarsdoorsnedeopper-vlak is voor instroming van materiaal naar de scheidings-kamer zoals ter beschikking is bij de inlaatmiddelen 25 en gemeten bij de intredepunten haaks op de inlaatstroming.

7. Cycloonseparator volgens conclusie 6, gekenmerkt door een taps gedeelte van de scheidingskamer dat de eerste en tweede gedeelten daarvan verbindt.

8. Cycloonseparator volgens conclusie 6 of 7, waarbij 30 de coniciteit (halve hoek) van het tweede gedeelte in het gebied 20' tot 1° ligt.

9. Cycloonseparator volgens een van de conclusies 6 tot 8, waarbij dg/d2 < 0.1.

10. Cycloonseparator volgens een van de voorgaande 35 conclusies, voorzien van stromingsbeperkende middelen verbonden met het einde met grotere diameter van het genoemde eindgedeelte, voor het beperken van de stroming c 8720219 -8- van dit eindgedeelte.

11. Cycloonseparator volgens conclusie 10, waarbij de stromingbeperkende middelen zijn voorzien van een doorgang die in diameter afneemt vanaf het genoemde 5 eindgedeelte naar een diameter bij het einde van de doorgang op afstand van het genoemde eindgedeelte, welke in het gebied ligt van 1/3 tot 2/3 van de diameter van de doorgang grenzend aan het genoemde eindgedeelte. .8720219