NO811011L - Vaeskeutskiller. - Google Patents

Abstract

En væskeutskiller omfattende et antall blad (B). for utskilling av medført væske fra en strømmende gass. Hvert blad (B) har et par motsatt anordnede buer (20) som eksempelvis omfatter en 90° del av en sirkel eller annen plan kurve, eventuelt med et par sekundærbuer (22) som eksempelvis omfatter en 45°. del av en sirkel eller annen plan kurve. Bladene. (B) er montert parallelt side mot side slik at der mellom bladene dannes like baner for gjennomstrømning. av gass og fjerning av medført væske. En utskiller som innbefatter ovennevnte blad tilveiebringer en utskilleranordning med forbedret virkeevne, som har lavere trykkfall og gir betydelige økonomiske fordeler.

Description

Teknisk område

Oppfinnelsen angår en væskeutskiller omfattende et antall

blad for utskilling av medført væske fra en strømmende gass.

Teknikkens stand

Ved mange operasjoner er det nødvendig å trekke ut en væsketåke og/eller væskepartikler, som også kan inneholde fast materiale, fra en gass i hvilken væsken er suspendert eller medført, enten fordi gassen må frigjøres fra den medførte væske før gassen kan benyttes eller avgis til atmosfæren, eller fordi væsken som danner tåken i seg selv er utnyttbar og utgjør et verdifullt gjenvinningsprodukt.

Forskjellige anordninger er blitt anvendt for å fjerne medført væske fra gasser. Følgende US patentskrifter er repre-sentative for teknikkens stilling: nr. 808 897, nr. 1 603 878, nr. 2 643 736, nr. 3 338 035, nr. 3 358 580, nr. 4 072 478 og 3 870 488. Generelt har de tidligere anordninger som søkeren kjenner til ikke kunnet tilfredsstille det trefoldige formål å oppvise en høy grad av tåke- og væskeutskilling, høyt gjennom-strømningsvolum og lite trykkfall gjennom utskilleren. Ovennevnte US patentskrift nr. 3 870 488 er stort sett effektivt, men gjenstand for visse begrensninger med hensyn til økonomi og virkeevne.

B eskrivelse av oppfinnelsen

Der er anordnet blad for utskilling og oppfanging av væske som medføres i den hurtig strømmende gass. Hvert blad omfatter et par motsatt anordnede deler av plane kurver. Fortrinnsvis er disse hovedbuer deler på 90° av en plan kurve, såsom en sirkel. Disse hovedbuer kan imildertid variere fra 20° tii 90°.

I enkelte utførings former strekker mindre, sekundære buer seg innover, fra hovedbuenes åpne ender. Disse sekundærbuer er fortrinnsvis deler på 45°. De kan imidlertid ligge innenfor et område på mellom 0° og 90°. I begge tilfeller danner 0°-bue-vinkelen en linje vinkelrett på gasstrømmens bevegelsesretning når bladene ikke er skråstilt.

Hver bue strekker seg i full vertikal høyde, enkelte gan-ger kalt vertikal lengde, fra bladets toppende til dets bunn-ende, dvs. bladenes vertikale høyde omfatter en utskiller som vist i figur 2, slik at oppfanget væske på grunn av tyngde-kraften strømmer ut fra bladene. Det skal bemerkes at bladene også kan være anordnet horisontalt for å virke i en vertikal gasstrøm. Det er videre påtenkt at bladene kan være skråstilt eller helle i forskjellige vinkler i forhold til gasstrømmen for å tilfredsstille krav som stilles under spesielle forhold. Bladenes sidekanter ved deres høyre og venstre endepartier i disse figurer betegnes i det følgende som bladenes "ender",' eller horisontale ender. For enkelhets skyld vil bladenes bredde, dvs. dimensjonene mellom høyre og venstre ender som sett i figur 2, som er den horisontale lengde, eller lengden i retning av fluidbevegeIsen, vilkårlig,bli betegnet som. bladenes "dybde".

Hvert blad med den bueformede profil som er karakteristisk for bladene ifølge foreliggende oppfinnelse kan være innrettet til å bæres av en ramme kombinert med en rekke andre, liknende samvirkende blad anordnet med innbyrdes avstand i tverretningen, for å danne et antall parallelle baner mellom hvert bladpar gjennom hvilke fluidet beveges. En tåke- og/eller væskeutskiller som omfatter disse blad anordnet side ved side slik det er nærmere forklart nedenfor, muliggjør gjennomstrømning av betyde-lig større gassvolum med mindre trykkfall gjennom utskilleren, og med mer fullstendig væskeutskilling enn det som har vært mulig med tidligere kjente anordninger.

K ort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er et isometrisk riss i forminsket målestokk av en væskeutskiller omfattende en typisk sammensetning og kombina-sjon av blad ifølge foreliggende oppfinnelse; Figur 2 er et modifisert grunnriss av tre av en utførings-form av de mange vertikalt anordnede blad slik de ville se ut ved betraktning; Figur 3, 4 og 5 er grunnriss som viser blad med tre forskjellig modifiserte former; Figur 6, 7 og 8 er grunnriss som viser blad med modifiserte profiler; Figur 9 er et grunnriss som viser et blad med en avrundet eller stump nese ved buenes skjæringspunkt; Figur 10 og 11 er grunnriss av perforerte plater for fastholding av bladene vist i henholdsvis figur 3 og 5. Figur 12 er et grunnriss av et slisset avstandsstykke som normalt er fremstilt av en vinkel, for fastholding av bladene

vist på figur 3.

Figur 13 er et sideriss av avstandsstykket vist på figur 12 .

Beskrivelse av foretrukket utføringsform

Figur 1 viser en utførelse av utskillerapparatet der bladene ifølge foreliggende oppfinnelse kan være montert og anvendt. Dette omfatter et endeveis åpent skap med en hori-sontal topp 10, en bunn 11, forbundet med to vertikale sider 12 slik at der dannes motstående åpne ender 13 gjennom hvilke en væskeholdig gass tvangsmessig kan føres. En rekke vertikalt opprettstående blad, generelt betegnet B, fyller skapet fra topp til bunn idet bladenes horisontale lengder strekker seg fra den ene åpne ende 13 til den andre. Avstandsbraketter 15 som er festet til skapet nær toppen 10 og bunnen 11 (fig. 2) griper løsbart om bladenes ender (bare venstre ende er vist på figuren) slik at de fastholdes i parallelt, innbyrdes adskilt forhold som vist i figur 2. Et sentralt, slisset avstiverstag 14 strekker seg mellom og er festet til sidene 12 og er utfor-met med slisser i hvilke midtpartiene til bladenes B horisontale ender er- opptatt og fastholdes mot gasstrømmen gjennom utskilleren. De perforerte plater som er vist i figur 10 og 11 kan benyttes istedenfor avstandsbrakettene og det slissede avstiverstag 14 .

I figur 2 er blad i henhold til en utføringsform av oppfinnelsen vist i forhold til hverandre slik de er anordnet i utskilleren, idet tre vilkårlige blad er vist i illustrasjons-øyemed. I denne utføringsform er hvert blad B det samme som de øvrige og omfatter en rnaterialplate som er gitt en bueform i sin lengderetning som vist, for å danne vesentlig rettvinklede bend mellom de plane kurvepartier 20 som omfatter de motsatt anordnede buer. Bladene er anordnet ved siden av hverandre i et ensartet, symmetrisk, innbyrdes adskilt forhold slik at der mellom dem dannes baner 17 for tvangsmessig, hurtig bevegelse av gasstrømmen i retning av pilene 21.

Hvert blad B har festeorganer ved sine horisontale ender

i den form av oppfinnelsen som her er vist. Et festeorgan er vist til venstre på figur 2. Bladene, av fjærende ettergivende materiale, smettes inn i og festes i åpningen 25 i holderbra-kettene 14. Brakettene 14 griper bare om en begrenset del av

bladets vertikale lengde, slik at ikke noe av bladenes over-flateareal går tapt.

De materialer som bladene ifølge oppfinnelsen fremstilles av omfatter fortrinnsvis slike som lar seg forme såsom alumi-nium, eller termoplast og herdeharpikser også innbefattende glassfiberarmert plast. Det er også mulig å fremstille bladene av syrefast stål eller andre metallegeringer. Ved valg av materialer vil man også ta hensyn til omkostninger såvel som miljøforhold såsom temperatur og arten av fluider som bladene utsettes for. Eksempelvis innbefatter harpikser som kan anvendes polyfenylenoksyd, polyvinylklorid, polytetrafluoretylen, vinylestere og polyestere, og liknende.

Profilene til tre utføringsformer av bladene ifølge oppfinnelsen er vist i figur 3, 4 og .5. Som vist i figur 3 består den første utføringsform av et par hovedbuer og et par sekundærbuer. Hver av hovedbuene 20 er en del fra 45° til

90° av en sirkel med radius R. Sekundærbuen 22 er en del fra 0 til 45° av en sirkel med radius R/2. Avstanden mellom'bladene B er normalt lik radien R. Denne avstand kan imidlertid varieres for å bevirke betydelige forandringer i fjerningen av den medførte tåke eller væske. Den medførte tåke eller væske består av mengder av enkeltpartikler av forskjellig stør-relse. Når gassen og væsken strømmer gjennom parallelle blad virker sentrifugalkrefter til å slynge dråpene mot bladets overflater og til å fjerne dem fra gasstrømmen. Ved å variere buenes vinkelutstrekning både hoved- og sekundærbuen, og ved å variere avstanden D, blir det mulig å oppnå maksimal fjernings-effekt uavhengig av den dråpestørrelse som foreligger i gas-strømmen .

I den annen utføringsform, vist i figur 4, forekommer bare én av sekundærbuene. I denne utføringsform kan sekundærbuen nå variere fra 0° vinkel til 90° vinkel.

I den tredje utføringsform, vist i figur 5, er sekundærbuene 22 sløyfet. Valget mellom utføringsformene vist i figur 3, 4 og 5 er hovedsakelig avhengig av den endelige bruk. Utfø-ringsformen ifølge figur 3 anvendes således fortrinnsvis der det er behov for maksimale ytelser innen luftforurensnings-kontrollindustrien. Utføringsformen ifølge figur 5 benyttes fortrinnsvis i kjøletårn. Alle de på figurene viste utførings- former kan benyttes ved hvilken som. helst av de kjente anvendelser avhengig av de ønskede formål.

Figur 6, 7 og 8 viser bladprofiler som er modifisert i forhold til den grunnprofil som er vist i figur 3, og viser hvorledes primærbuenes skjæringsvinkel kan varieres. Særlig representerer figur 8 en særlig fordelaktig form der buene utgjør deler av en oval eller elliptisk, plan kurve som an-gitt ved lengdene a og b. Ytelsen til blader med ovalformede buer er med hensyn til effektivitet fullt sammenliknbare med buer basert på andre plane flater, såsom en sirkel, samtidig som de gir en markert fordel ved at mindre materiale anvendes i blad med denne profil. Det er innlysende at de førnevnte andre og tredje utføringsformer kan innbefattes i disse modifiserte profiler.

Det vil forstås av fagmenn på det området oppfinnelsen hører inn under, at buenes skjæringspunkt i et skarpt utspring bare er praktisk i tilfelle bladene fremstilles av metaller. Når plastmaterialer benyttes for fremstilling av bladene, ut-formes bladene med et avrundet eller buttneset utspring som vist i figur 9. Primærbuene 20 skjærer hverandre ved utspring 28 med en avrundet kontur og en radius som vist, som vanligvis er i størrelsesorden 1/4 tomme (0,635 cm) til ca. 5/16 tomme (0,79375 cm). Disse dimensjoner skal imidlertid ikke ansees som begrensende. Slike avrundede utspring er industrielt enklere å utforme og de gir en meget sterkere forbindelse. Bladene ifølge foreliggende oppfinnelse gir vektige og betydelige fordeler i forhold til de som hittil har vært anvendt. Besparelsene i konstruksjonsmateriale er i størrelsesorden

ca. seksti (60) prosent. Fremragende fjerningskarakteristikk med sammenliknbart statisk trykkfall oppnås i tillegg til større fleksibilitet med hensyn til arrangement for fjerning av et bredere spekter av dråpestørrelser.

Ved anvendelser hvor gassen strømmer horisontalt er det mulig å anvende blad ifølge oppfinnelsen med hvilken som helst ønsket vertikal lengde, og den spesielt valgte lengde vil av-henge av de spesielle forhold og ønskelige formål. Som eksem-pel, og uten å begrense foreliggende oppfinnelse, er det praktisk å anvende blad med en vertikal lengde på 12 fot (3,6576 meter) i avskillere der et stort gassvolum med lett til medium væskeinnhold skal fjernes. I installasjoner der væskeinnholdet i gasstrømmen er høyt blir bladenes vertikale lengde, i hvert avskillerskap eller -beholder med samme antall blad og eget avløpstrau eller -system, forsiktigvis redusert f.eks. fra 12 fot (3,6675 meter) ned til 6 fot (1,8288 meter) slik at an-ordningen ikke blir overbelastet med væske nær bladenes bunn. Antall blad med de her viste utforminger og størrelser, som med størst fordel kan anvendes i et avskillerkabinett som an-tydet i figur 1, reduseres til et spørsmål om penger når det gjelder prisen for skapet i én eller annen form i forhold til f.eks. fasongen og formen av kanalsysternet som anvendes for å føre den væskeholdige gass til de avskillere som er nødvendig for å fjerne den ønskede mengde eller del av væskeinnholdet fra bærergasstrømmen. Figur 10 viser en bladholderinnretning for bruk i en utskiller som er spesielt beregnet.for bruk i kjøletårn. Anord-ningen omfatter en plate 30 med slisser 32 som eliminator-bladenes buer er innført i. De fjærende blad smetter på plass, slik at bladet holdes fast festet til den perforerte plate i en forutbestemt stilling. Figur 11 viser en liknende bladholderinnretning spesielt beregnet for bruk i forbindelse med luftforurensningskontroll. Den her viste innretning skiller seg fra den på figur 10 bare ved at den perforerte plate 40 har slisser 42 med en annen form for å kunne oppta de sekundære buer som finnes i de utskiller-blad som er funnet formålstjenlige for denne- spesielle anven-delse. Figur 12 viser en bladholderinnretning som er funnet særlig effektiv. Braketten 30 har åpninger 32 i hvilke de fjærende, ettergivende blad lett innsmettes. Åpningene 25 har inn-snevrede halsinnganger 34 som gir et sikkert feste og er anordnet med en forutbestemt innbyrdes avstand. Figur 13 viser et sideriss av den i figur 12 viste brakett, hvor den stiplede linje angir åpningenes 25 nivå.

Selv om det i den foregående beskrivelse har vært henvist til bruk av spesielle holderinnretninger, vil det være klart at holderinnretningene kan varieres avhengig av de gjeldende formål, omgivelser og omstendigheter.

Utskillerbladene ifølge foreliggende oppfinnelse, i alle modifikasjoner, kan innbefatte utskillerskovler og riflete hakk såsom beskrevet i US patent 3 870 488. Radiene R og R/2 som er nevnt i forbindelse med omtalen av hovedbuene og sekundærbuene, kan varieres og avstanden mellom bladene kan like-ledes reguleres avhengig av behov eller hensiktsmessighet ved spesielle anvendelser eller under spesielle forhold.

Claims (14)

1. Utskiller for fjerning av fuktighet fra en gasstrøm, karakterisert ved kombinasjonen av bueformede, kontinuerlige fuktighetsutskillerblad, hvor hvert blad har to buer med gjensidig motstående konkave overflater, samt innretninger som bærer bladene i innbyrdes adskilt, komplemen-tær parallellitet og sammen med disse danner baner for nevnte strøm fra et innløp ved bladenes ene ende til et utløp ved bladenes andre ende, idet et blad på banenes ene side har en konveks overflate motsatt en konkav overflate på et liknende blad på den andre side av samme bane.

2. Utskiller for fjerning av fuktighet fra en gasstrøm, karakterisert ved kombinasjonen av bueformede, kontinuerlige fuktighetsutskillerblad, hvor hvert blad har to sammenføyde buer med gjensidig motstående konkave overflater, samt innretninger som bærer bladene i innbyrdes adskilt, kom-plementær parallellitet og sammen med disse danner baner for nevnte strøm fra et innløp ved bladenes ene ende til et utløp ved bladenes andre ende, idet et blad på den ene side av én av banene har en konveks overflate motsatt en konkav overflate på et liknende blad på den andre side av samme bane.

3. Fuktighetsutskillerblad innrettet til å brukes sammen med andre like blad for å danne baner for gasstrømmer innbefattende medførte væsker som skal utskilles, karakterisert ved at bladene har oppstrøms- og nedstrømsender og en buet form samt to motsatt rettede buer hvis konvekse overflater vender mot hverandre, idet buene møtes i et felles toppunkt.

4. Blad ifølge krav 3, karakterisert ved at buene utgjør deler på 20° til 90° av en plan kurve.

5. Blad ifølge krav 3, karakterisert ved at buene utgjør deler på 45° til 90° av en plan kurve.

6. Blad ifølge krav 4, karakterisert ved at buene utgjør deler på 20° til 90° av en sirkel.

7. Blad ifølge krav 4, karakterisert ved at buene utgjør deler på 45° tii 90° av en sirkel.

8. Blad ifølge krav 3, karakterisert ved at en sekundærbue er festet til de åpne ender av hver av hovedbuene, idet sekundærbuenes konkave overflater vender mot hovedbuenes konkave overflater.

9. Blad ifølge krav 8, karakterisert ved at sekundærbuene utgjør deler fra ca. 0° til 90° av en sirkel.

10. Blad ifølge krav 9, karakterisert ved at sekundærbuen er 0°.

11. Blad ifølge krav 9, karakterisert ved at begge sekundærbuer er større enn 0°.

12. Blad ifølge krav 8, karakterisert ved at hovedbuene er deler på 45° til 90° av en sirkel.

13. Blad ifølge krav 4, karakterisert ved at buene utgjør deler av en ellipse.

14. Blad ifølge krav 4, karakterisert ved at buene utgjør deler av en oval.