RU105191U1

RU105191U1 - PACKAGE SEPARATION VERTICAL

Info

Publication number: RU105191U1
Application number: RU2011104918/05U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Владимирович Юрьев
Original assignee: Эдуард Владимирович Юрьев
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2011-06-10

Abstract

1. Пакет сепарационный вертикальный, содержащий размещенные в его образующей поверхности изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием, размещенные относительно друг друга с частичным перекрытием и образующие в зоне перекрытия щелевые каналы, при этом в области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия, причем в смежных сепарационных пластинах, образующих один щелевой канал, указанные отверстия расположены напротив друг друга, отличающийся тем, что пакет сепарационный выполнен в форме усеченного конуса, диаметр нижнего основания которого меньше диаметра верхнего основания. ! 2. Пакет по п.1, отличающийся тем, что щелевые каналы выполнены одинаковыми и постоянными по размеру. ! 3. Пакет по п.1, отличающийся тем, что щелевые каналы выполнены одинаковыми, сужающимися к нижней части пакета. ! 4. Пакет по п.1, отличающийся тем, что по горизонтали отверстия сепарационных пластин расположены в центре щелевых каналов. ! 5. Пакет по п.1, отличающийся тем, что отверстия сепарационных пластин выполнены круглыми, причем два отверстия расположены в верхней части пластин и два - в нижней. ! 6. Пакет по п.1, отличающийся тем, что отверстия сепарационных пластин выполнены прямоугольными с длинной стороной, размещенной вертикально, причем два отверстия расположены в верхней части пластин и два - в нижней. ! 7. Пакет по п.1, отличающийся тем, что отверстия сепарационных пластин выполнены круглыми, причем два отверстия расположены в верхней части пластин, два - в средней части и два - в нижней. ! 8. Пакет по п.1, отличающийся тем, что отверстия сепарационн� 1. The package is a vertical separation containing curved separation plates located in its forming surface, mounted on top of the annular top cover with an outlet, placed relative to each other with partial overlap and forming gap channels in the overlap zone, while in the region of gap channels in the separation plates through holes are made, moreover, in adjacent separation plates forming one slotted channel, these holes are located opposite each other, characterized in that the separation bag is made in the form of a truncated cone, the diameter of the lower base of which is less than the diameter of the upper base. ! 2. The package according to claim 1, characterized in that the slotted channels are made equal and constant in size. ! 3. The package according to claim 1, characterized in that the slotted channels are made equal, tapering to the bottom of the package. ! 4. The package according to claim 1, characterized in that the horizontal holes of the separation plates are located in the center of the slotted channels. ! 5. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made round, with two holes located at the top of the plates and two at the bottom. ! 6. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made rectangular with a long side placed vertically, with two holes located at the top of the plates and two at the bottom. ! 7. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made round, with two holes located in the upper part of the plates, two in the middle part and two in the lower. ! 8. The package according to claim 1, characterized in that the holes are separation

Description

Полезная модель предназначена для улавливания мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока, и применяется в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.The utility model is designed to capture fine and aerosol liquid and solid particles from a gas stream, and is used in the oil, gas, chemical and other industries.

Вертикальные сепарационные пакеты известны. Известен, например, внутренний кольцевой сепарационный элемент (патент РФ №58380 на полезную модель, МПК B01D 45/12, 2006 [1]), содержащий профилированные пластины, расположенные вдоль поверхности вертикального усеченного конуса (меньшим основанием книзу) с углом наклона до семи градусов и закрепленные между верхней крышкой и горизонтальной перегородкой, при этом пластины перекрываются, образуя сопловые каналы для входа газа.Vertical separation bags are known. Known, for example, is an internal annular separation element (RF patent No. 588380 for utility model, IPC B01D 45/12, 2006 [1]) containing profiled plates located along the surface of a vertical truncated cone (with a smaller base down) with an angle of inclination of up to seven degrees and fixed between the top cover and the horizontal partition, the plates overlap, forming nozzle channels for gas inlet.

Недостатком указанного аналога [1] является односвязность поверхностей профилированных пластин. При использовании внутреннего кольцевого элемента относительно большая часть жидкости движется вдоль кромок профилированных пластин на выходе из щелевых каналов. Однако в этих областях поток, выходящий из сопловых каналов, расширяется, что приводит к распылению некоторого количества жидкости с кромок профилированных пластин.The disadvantage of this analogue [1] is the simply connected surfaces of the profiled plates. When using the inner annular element, a relatively large part of the fluid moves along the edges of the profiled plates at the exit of the slotted channels. However, in these areas, the flow exiting the nozzle channels expands, which leads to the spraying of a certain amount of liquid from the edges of the profiled plates.

Известен также пакет сепарационный вертикальный (патент РФ №2356601 на изобретение, МПК В01D 45/16, 2009 [2]), содержащий размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к верхней крышке, размещенные относительно друг друга с частичным перекрытием и образующие в зоне перекрытия одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы, при этом в области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия, находящиеся напротив друг друга в смежных сепарационных пластинах.Also known is a vertical separation package (RF patent No. 2356601 for an invention, IPC B01D 45/16, 2009 [2]) containing vertical curved separation plates located in its forming surface, mounted on top of the top cover, placed relative to each other with partial overlap and forming in the overlap zone identical, constant in size slit channels, while in the area of slotted channels in the separation plates, through holes are made that are opposite to each other in adjacent separation plates.

Недостатком указанного сепарационного пакета [2] является его цилиндрическая форма. При использовании сепарационного пакета его размещают в вертикальном цилиндрическом корпусе над нижним днищем и формируют вокруг сепарационного пакета вихревой газожидкостный поток. Под действием центробежных сил происходит отбрасывание к стенкам корпуса до 90% выделившихся из газожидкостного потока жидкости и мелких примесей. Под действием гравитационных сил эти жидкость и мелкие примеси движутся по нисходящей спирали, и их количество в пространстве между сепарационным пакетом и стенками корпуса увеличивается к нижней части сепарационного пакета. При этом количество жидкости и мелких примесей в нижней части сепарационного пакета может быть настолько велико, что они заполняют все пространство между корпусом и сепарационным пакетом, и проникают внутрь сепарационного пакета. Восходящий поток газа внутри сепарационного пакета уносит такие жидкость и мелкие примеси. Этот вторичный унос ухудшает качество сепарации и уменьшает эффективность сепарационного пакета.The disadvantage of this separation package [2] is its cylindrical shape. When using a separation package, it is placed in a vertical cylindrical housing above the bottom and a vortex gas-liquid flow is formed around the separation package. Under the action of centrifugal forces, up to 90% of the liquid and small impurities released from the gas-liquid flow are discarded to the walls of the housing. Under the influence of gravitational forces, these liquids and small impurities move in a downward spiral, and their number in the space between the separation bag and the walls of the housing increases towards the bottom of the separation bag. Moreover, the amount of liquid and small impurities in the lower part of the separation bag can be so large that they fill the entire space between the housing and the separation bag, and penetrate into the separation bag. The upward gas flow inside the separation bag carries away such liquid and small impurities. This secondary entrainment degrades the separation quality and reduces the efficiency of the separation bag.

Указанный пакет сепарационный вертикальный [2] является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемой полезной модели.The specified vertical separation package [2] is the set of essential features the closest device of the same purpose to the claimed utility model. Therefore, it is adopted as a prototype of the claimed utility model.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является снижение количества жидкости, проникающей внутрь сепарационного пакета. Это приводит к снижению эффекта вторичного уноса жидкости восходящим потоком газа внутри сепарационного пакета, и, как следствие, повышению качества сепарации.The technical result provided by the claimed utility model is to reduce the amount of liquid penetrating into the separation bag. This leads to a decrease in the effect of secondary entrainment of the liquid by the upward flow of gas inside the separation package, and, as a result, an increase in the quality of separation.

Сущность полезной модели состоит в том, что пакет сепарационный вертикальный содержит размещенные в его образующей поверхности изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием. Сепарационные пластины размещены относительно друг друга с частичным перекрытием и образуют в зоне перекрытия щелевые каналы. В области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия, причем в смежных сепарационных пластинах, образующих один щелевой канал, указанные отверстия расположены напротив друг друга. При этом пакет сепарационный выполнен в форме усеченного конуса, диаметр нижнего основания которого меньше диаметра верхнего основания.The essence of the utility model is that the vertical separation package contains curved separation plates located in its forming surface, mounted on top of the annular top cover with an outlet. The separation plates are placed relative to each other with partial overlap and form slotted channels in the overlap zone. Through holes are made in the area of the slotted channels in the separation plates, and in adjacent separation plates forming one slotted channel, said holes are located opposite each other. In this case, the separation bag is made in the form of a truncated cone, the diameter of the lower base of which is less than the diameter of the upper base.

Возможно выполнять щелевые каналы одинаковыми и постоянными по размеру. Предпочтительно щелевые каналы выполнять одинаковыми, сужающимися к нижней части пакета.It is possible to make slot channels the same and constant in size. Preferably, the slotted channels are made equal, tapering to the bottom of the bag.

Отверстия сепарационных пластин по горизонтали расположены преимущественно в центре щелевых каналов. Эти отверстия выполнены предпочтительно круглыми. Возможно выполнение указанных отверстий прямоугольной формы с длинной стороной, размещенной вертикально. Допустимо располагать два отверстия в верхней части пластин и два - в нижней. Возможно располагать два отверстия расположены в верхней части пластин, два - в средней части, и два - в нижней. Также возможно располагать по четыре отверстия вдоль каждого вертикального края каждой пластины.The holes of the separation plates horizontally are located mainly in the center of the slotted channels. These openings are preferably circular. It is possible to make said openings of a rectangular shape with a long side arranged vertically. It is permissible to have two holes in the upper part of the plates and two in the lower. It is possible to have two holes located in the upper part of the plates, two in the middle part, and two in the lower part. It is also possible to arrange four holes along each vertical edge of each plate.

Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами.The essence of the utility model is illustrated by the following graphic materials.

На фигуре 1 показан внешний вид сепарационного пакета вертикального; на фиг.2 - поперечный разрез сепарационного пакета (сечение А-А фиг.1); на фиг.3 - вид Б фиг.2 увеличено; на фиг.4 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 3; на фиг.5 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 4; на фиг.6 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 5; на фиг.7 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 6.The figure 1 shows the appearance of the separation package vertical; figure 2 is a cross-sectional view of the separation package (section aa of figure 1); figure 3 - view B of figure 2 is increased; figure 4 is a side view of the separation plate of example 3; figure 5 is a side view of the separation plate of example 4; figure 6 is a side view of the separation plate of example 5; 7 is a side view of the separation plate of example 6.

Пакет сепарационный вертикальный (фиг.1) выполнен в форме усеченного конуса, диаметр нижнего основания которого меньше диаметра верхнего основания. Пакет содержит размещенные в его образующей поверхности наклонные изогнутые сепарационные пластины 1. Эти пластины 1 размещены друг относительно друга с частичным перекрытием, и образуют в зоне перекрытия щелевые каналы 2 (фиг.2). Сверху пластины 1 закреплены к кольцевой верхней крышке 3 с выходным отверстием 4, а снизу - к нижней крышке (не показано).The vertical separation bag (figure 1) is made in the form of a truncated cone, the diameter of the lower base of which is less than the diameter of the upper base. The package contains inclined curved separation plates 1 located in its forming surface. These plates 1 are placed relative to each other with partial overlap and form slotted channels 2 in the overlap zone (Fig. 2). On top of the plate 1 is fixed to the annular upper cover 3 with the outlet 4, and from the bottom to the bottom cover (not shown).

В области щелевых каналов 2 в сепарационных пластинах 1 с целью уменьшения разбрызгивания частиц жидкости в газовый поток, выполнены сквозные отверстия 5 (фиг.3). В смежных сепарационных пластинах 1, образующих один щелевой канал 2, указанные отверстия 5 расположены друг напротив друг друга. По горизонтали отверстия 5 расположены преимущественно в центре щелевых каналов 2.In the area of the slotted channels 2 in the separation plates 1, in order to reduce the spraying of liquid particles into the gas stream, through holes 5 are made (Fig. 3). In adjacent separation plates 1, forming one slotted channel 2, these holes 5 are located opposite each other. Horizontal holes 5 are located mainly in the center of the slotted channels 2.

Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.

Пример 1. Щелевые каналы 2 выполнены одинаковыми и постоянными по размеру.Example 1. Slotted channels 2 are made equal and constant in size.

Пример 2. С целью уменьшения эффекта проникновения жидкости внутрь сепарационного пакета в нижней его части щелевые каналы 2 выполнены одинаковыми, сужающимися к нижней части пакета.Example 2. In order to reduce the effect of liquid penetrating into the separation package in its lower part, the slotted channels 2 are made identical, tapering to the lower part of the package.

Пример 3. Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.4). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 2, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит четыре отверстия.Example 3. The holes 5 of the separation plates 1 are made round (figure 4). Two holes 5 are located at the top of the plates 2, and two at the bottom. Moreover, each plate 1 contains four holes.

Пример 4. Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены прямоугольными, с длинной стороной, размещенной вертикально (фиг.5). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 1, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит четыре отверстия.Example 4. The holes 5 of the separation plates 1 are made rectangular, with a long side placed vertically (figure 5). Two holes 5 are located at the top of the plates 1, and two at the bottom. Moreover, each plate 1 contains four holes.

Пример 5. Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.6). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 1, два - в средней части, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит шесть отверстий 5.Example 5. The holes 5 of the separation plates 1 are made round (Fig.6). Two holes 5 are located in the upper part of the plates 1, two in the middle part, and two in the lower part. Moreover, each plate 1 contains six holes 5.

Пример 6. Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.7). Вдоль каждого вертикального края каждой пластины 1 размещены по четыре отверстия 5. При этом каждая пластина 1 содержит восемь отверстий 5.Example 6. The holes 5 of the separation plates 1 are made round (Fig.7). Four holes 5 are placed along each vertical edge of each plate 1. Each plate 1 contains eight holes 5.

Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.The implementation of the structural elements of the claimed invention is not limited to the above examples.

При использовании пакета сепарационного вертикального его помещают над нижним днищем в вертикальный цилиндрический корпус, в котором сформирован вертикальный вихревой газожидкостный поток.When using a vertical separation package, it is placed above the bottom in a vertical cylindrical body in which a vertical vortex gas-liquid flow is formed.

Под действием центробежных сил происходит отбрасывание к стенкам корпуса до 90% выделившихся из газожидкостного потока жидкости и мелких примесей. Под действием гравитационных сил эти жидкость и мелкие примеси движутся по нисходящей спирали, и их количество в пространстве между сепарационным пакетом и стенками корпуса увеличивается к нижней части сепарационного пакета. Благодаря тому, что сепарационный пакет выполнен в форме усеченного конуса, диаметр нижнего основания которого меньше диаметра верхнего основания, жидкость и мелкие примеси проникают внутрь сепарационного пакета в значительно меньшем количестве, чем при использовании сепарационного пакета цилиндрической формы. Это приводит к уменьшению эффекта вторичного уноса жидкости восходящим потоком газа внутри сепарационного потока.Under the action of centrifugal forces, up to 90% of the liquid and small impurities released from the gas-liquid flow are discarded to the walls of the housing. Under the influence of gravitational forces, these liquids and small impurities move in a downward spiral, and their number in the space between the separation bag and the walls of the housing increases towards the bottom of the separation bag. Due to the fact that the separation bag is made in the form of a truncated cone, the diameter of the lower base of which is smaller than the diameter of the upper base, the liquid and small impurities penetrate into the separation bag in a much smaller amount than when using the separation bag of a cylindrical shape. This leads to a decrease in the effect of secondary entrainment of the liquid by the upward gas flow inside the separation stream.

За счет разности давлений в центре вихревого потока и на его периферии частицы газа, жидкости и мелких примесей попадают на наружную поверхность сепарационных пластин 1, и транспортируются газовым потоком через щелевые каналы 2 на их внутреннюю поверхность.Due to the pressure difference in the center of the vortex stream and on its periphery, particles of gas, liquid and small impurities fall on the outer surface of the separation plates 1, and are transported by the gas stream through the slotted channels 2 to their inner surface.

При этом частицы жидкости и смоченные ими мелкие частицы твердых примесей коагулируются на поверхности сепарационных пластин 1 и за счет сил поверхностного натяжения удерживаются в областях разрыва (несвязности) сепарационных пластин 1. Такими областями являются отверстия 5 в сепарационных пластинах 1, находящиеся в щелевых каналах 2. Благодаря тому, что указанные отверстия 5 находятся внутри щелевых каналов 2, то есть там, где выше однородность потока, уменьшается разбрызгивание частиц жидкости в газовый поток, то есть вторичный унос жидкости.In this case, the liquid particles and the fine particles of solid impurities moistened with them are coagulated on the surface of the separation plates 1 and due to surface tension forces are held in the regions of rupture (incoherence) of the separation plates 1. Such areas are the holes 5 in the separation plates 1 located in the slotted channels 2. Due to the fact that these holes 5 are located inside the slotted channels 2, that is, where the flow uniformity is higher, the spraying of liquid particles into the gas stream is reduced, that is, the secondary entrainment of liquid STI.

При увеличении массы жидкости, накопленной в отверстиях 5 сепарационных пластин 1, сверх критической величины, когда сила тяжести становится больше силы поверхностного натяжения, происходит «отрыв» жидкости и ее перемещение вдоль поверхности сепарационных пластин 1 вниз.With an increase in the mass of liquid accumulated in the holes 5 of the separation plates 1, above a critical value, when the gravity becomes greater than the surface tension force, the liquid “breaks off” and moves downward along the surface of the separation plates 1.

Благодаря расположению отверстий 5 в сепарационных пластинах 1 напротив друг друга коагуляция в них происходит совместно, что увеличивает численное значение вышеупомянутой критической массы. При этом первоначально жидкость накапливается на каждом отверстии 5 отдельно, а затем, когда поверхности жидкостей соприкасаются, совместно. При этом в момент соприкосновения объемы накапливаемых жидкостей объединяются, что приводит к сокращению суммарной поверхности, а следовательно - к увеличению силы поверхностного натяжения. Это и приводит к увеличению значения критической массы, при которой происходит «отрыв» капли жидкости от отверстий в сепарационных пластинах.Due to the location of the holes 5 in the separation plates 1 opposite each other, coagulation in them occurs together, which increases the numerical value of the aforementioned critical mass. In this case, initially the liquid accumulates at each hole 5 separately, and then, when the surfaces of the liquids come into contact, together. Moreover, at the moment of contact, the volumes of accumulated liquids are combined, which leads to a reduction in the total surface, and therefore to an increase in the surface tension force. This leads to an increase in the critical mass at which a “drop” of a liquid drop from the holes in the separation plates occurs.

Достигнув нижнего края сепарационных пластин 1, жидкость соскальзывает с них и отводится вниз от сепарационного пакета.Having reached the lower edge of the separation plates 1, the liquid slides from them and is drawn down from the separation package.

Очищенный газ поступает вверх к выходному отверстию 4 сепарационного пакета.The purified gas flows up to the outlet 4 of the separation bag.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом пакете сепарационном вертикальном заявляемый технический результат: «снижение количества жидкости, проникающей внутрь сепарационного пакета» достигается за счет того, что пакет сепарационный вертикальный содержит размещенные в его образующей поверхности изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием. Сепарационные пластины размещены относительно друг друга с частичным перекрытием и образуют в зоне перекрытия щелевые каналы. В области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия, причем в смежных сепарационных пластинах, образующих один щелевой канал, указанные отверстия расположены напротив друг друга. При этом пакет сепарационный выполнен в форме усеченного конуса, диаметр нижнего основания которого меньше диаметра верхнего основания.Thus, from the foregoing, it follows that in the inventive vertical separation package, the claimed technical result: "reducing the amount of liquid penetrating into the separation package" is achieved due to the fact that the vertical separation package contains curved separation plates placed in its forming surface, fixed from above to the annular top cover with outlet. The separation plates are placed relative to each other with partial overlap and form slotted channels in the overlap zone. Through holes are made in the area of the slotted channels in the separation plates, and in adjacent separation plates forming one slotted channel, said holes are located opposite each other. In this case, the separation bag is made in the form of a truncated cone, the diameter of the lower base of which is less than the diameter of the upper base.

Заявляемый пакет сепарационный вертикальный реализован с применением промышленно выпускаемых материалов, может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.The inventive separation separation package is implemented using industrially produced materials, can be manufactured at any machine-building enterprise and will be widely used in the oil, gas, chemical and other industries. INFORMATION SOURCES.

1. Патент РФ №58380 на полезную модель, МПК B01D 45/12, опубл. 2006 г.1. RF patent No. 588380 for utility model, IPC B01D 45/12, publ. 2006 year

2. Патент РФ №2356601 на изобретение, МПК B01D 45/16, опубл. 2009 г.2. RF patent No. 2356601 for the invention, IPC B01D 45/16, publ. 2009 year

Claims

1. The package is a vertical separation containing curved separation plates located in its forming surface, mounted on top of the annular top cover with an outlet, placed relative to each other with partial overlap and forming gap channels in the overlap zone, while in the region of gap channels in the separation plates through holes are made, moreover, in adjacent separation plates forming one slotted channel, these holes are located opposite each other, characterized in that the separation bag is made in the form of a truncated cone, the diameter of the lower base of which is less than the diameter of the upper base.

2. The package according to claim 1, characterized in that the slotted channels are made equal and constant in size.

3. The package according to claim 1, characterized in that the slotted channels are made equal, tapering to the bottom of the package.

4. The package according to claim 1, characterized in that the horizontal holes of the separation plates are located in the center of the slotted channels.

5. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made round, with two holes located at the top of the plates and two at the bottom.

6. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made rectangular with a long side placed vertically, with two holes located at the top of the plates and two at the bottom.

7. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made round, with two holes located in the upper part of the plates, two in the middle part and two in the lower.

8. The package according to claim 1, characterized in that the holes of the separation plates are made round, with four holes along each vertical edge of each plate.