RU2299756C1 - Vortex type gaseous ejection separator (versions) - Google Patents
Vortex type gaseous ejection separator (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299756C1 RU2299756C1 RU2006124164/15A RU2006124164A RU2299756C1 RU 2299756 C1 RU2299756 C1 RU 2299756C1 RU 2006124164/15 A RU2006124164/15 A RU 2006124164/15A RU 2006124164 A RU2006124164 A RU 2006124164A RU 2299756 C1 RU2299756 C1 RU 2299756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separator
- gas
- separation
- pipe
- sampling element
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для улавливания мелкодисперсных, аэрозольных и растворенных жидких частиц, а также механических примесей из газового потока, и применяется в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.The invention is intended to capture finely dispersed, aerosol and dissolved liquid particles, as well as mechanical impurities from the gas stream, and is used in the oil, gas, chemical and other industries.
Среди газовых сепараторов известен, например, сепаратор для очистки газа (патент РФ на изобретение №2136350, МПК 6 B01D 45/12, 1999 [1]), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный кольцевой перегородкой на нижнюю и верхнюю сепарационные камеры, входной и выходной патрубки, дефлектор, конфузор, сепарационный элемент с вертикальными пластинами, составляющими щелевые каналы, отражатель. Сепаратор также снабжен ложным и плоским днищами, соединенными радиальными пластинами, на наружной поверхности отражателя смонтирован кольцевой рассеиватель газового потока, а во внутреннем отверстии отражателя смонтирована труба, входящая с кольцевыми зазорами одним концом в выходной патрубок, а другим - в отверстие конфузора, вертикальные пластины сепарационного элемента по вертикали согнуты под тупым углом 150-165°, во входном нормально подведенном патрубке по противоположным сторонам вертикально установлены две направляющие криволинейные пластины.Among gas separators, for example, a separator for gas purification is known (RF patent for the invention No. 2136350, IPC 6 B01D 45/12, 1999 [1]), comprising a vertical cylindrical body divided by an annular partition into lower and upper separation chambers, inlet and outlet branch pipes, deflector, confuser, separation element with vertical plates making slotted channels, reflector. The separator is also equipped with false and flat bottoms connected by radial plates, an annular gas flow diffuser is mounted on the outer surface of the reflector, and a pipe is inserted in the internal hole of the reflector, which enters with an annular gap at one end and the other at the confuser hole, vertical separation plates the elements are vertically bent at an obtuse angle of 150-165 °, two guides are crooked in the input normally led pipe on opposite sides vertically ineynye plate.
Недостатком известного устройства является проскальзывание абразивных частиц на внутреннюю поверхность корпуса сепаратора, что за счет действия центробежных сил приводит его к истиранию, т.е. ослаблению корпуса; наличие в газожидкостном потоке мелкодисперсных и аэрозольных частиц на входе в сепаратор заставляет снижать нагрузку по газовой фазе во избежание уноса последней через выходной патрубок в магистраль; наличие конфузора над кольцевой перегородкой делает конструкцию этого узла нетехнологичной, а сужение в верхней части усеченного конуса приводит к увеличению потерь напора, снижению производительности.A disadvantage of the known device is the slipping of abrasive particles onto the inner surface of the separator housing, which, due to the action of centrifugal forces, leads to abrasion, i.e. weakening of the body; the presence of finely dispersed and aerosol particles in the gas-liquid stream at the inlet of the separator makes it necessary to reduce the load in the gas phase in order to avoid the latter being carried away through the outlet pipe into the main; the presence of a confuser above the annular partition makes the design of this assembly low-tech, and the narrowing in the upper part of the truncated cone leads to an increase in pressure losses and a decrease in productivity.
Известен также СЕПАРАТОР СЦВ-5 (патент РФ на изобретение №2188062, МПК 7 B01D 45/12, 2002 [2]), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный кольцевой перегородкой на нижнюю и верхнюю сепарационные камеры, входной и выходной патрубки, дефлектор, сепарационный элемент с вертикальными пластинами, составляющими щелевые каналы, отражатель. Во входном патрубке сепаратора установлен конус-рассекатель с закрепленными на его поверхности спиральными пластинами с углом поворота по длине конуса на 180° с отношением высоты конуса к внутреннему диаметру входного патрубка (2,3-2,5):1 и кольцевым зазором, образованным внутренним диаметром патрубка и диаметром основания конуса, с отношением площади зазора к площади сечения патрубка 1:(2,8-3), при этом образующая конической поверхности пересекает внутреннюю образующую цилиндрической поверхности входного патрубка в точке, отстоящей от корпуса сепаратора на расстоянии двух внутренних диаметров входного патрубка, в конце по ходу движения газожидкостной смеси криволинейный дефлектор заканчивается наклоненным под острым углом к основанию дефлектора желобом-отбойником, на кольцевой горизонтальной перегородке установлены с незначительным перекрытием и кольцевым зазором концентрические кольца, над верхней кромкой которых смонтированы карманы-ловушки, состоящие из соединенных между собой горизонтальной шайбы и цилиндрического кольца.The SEPARATOR STSV-5 is also known (RF patent for the invention No. 2188062, IPC 7 B01D 45/12, 2002 [2]), comprising a vertical cylindrical body divided by an annular partition into the lower and upper separation chambers, inlet and outlet pipes, deflector, separation element with vertical plates constituting slotted channels, a reflector. A cone-divider is installed in the inlet pipe of the separator with spiral plates fixed to its surface with a 180 ° rotation angle along the cone with a ratio of the cone height to the inlet pipe inner diameter (2.3-2.5): 1 and an annular gap formed by the inner the diameter of the nozzle and the diameter of the base of the cone, with the ratio of the gap to the cross-sectional area of the nozzle 1: (2.8-3), while the generatrix of the conical surface intersects the inner generatrix of the cylindrical surface of the inlet at a point spaced from the housing and the separator at a distance of two internal diameters of the inlet pipe, at the end in the direction of the gas-liquid mixture, the curved deflector ends with a chipper-chipper inclined at an acute angle to the base of the deflector, concentric rings are mounted on the annular horizontal partition with a slight overlap and an annular gap, above which the upper edge is mounted pockets-traps, consisting of interconnected horizontal washers and a cylindrical ring.
Недостаток известного устройства заключается в том, что желоба, сужающиеся по ходу движения в них жидкостной пленки к внутренней поверхности корпуса аппарата, закрывают значительную часть живого сечения между корпусом и сепарационным пакетом, что в последнем случае приводит к росту потерь напора в аппарате и хаотическому движению газожидкостной смеси в этом пространстве и уносу значительной части жидкой фазы вовнутрь сепарационного пакета; кроме того, щель, расположенная за желобами по ходу движения потока, полностью перекрыта, т.е. не участвует в сепарационном процессе и создает дополнительные потери напора.A disadvantage of the known device is that the troughs, tapering in the direction of movement of the liquid film in them to the inner surface of the apparatus body, cover a significant part of the live section between the housing and the separation bag, which in the latter case leads to an increase in pressure losses in the apparatus and the chaotic gas-liquid movement mixtures in this space and entrainment of a significant part of the liquid phase into the separation bag; in addition, the gap located behind the troughs in the direction of flow is completely blocked, i.e. does not participate in the separation process and creates additional pressure losses.
Известен также МАЛОГАБАРИТНЫЙ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ СЕПАРАТОР СЦВ-5 (патент РФ на изобретение №2221625, МПК 7 B01D 45/12, 2004 [3]), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из плоских изогнутых и дугообразных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы. На внутренней поверхности вертикальной дугообразной пластины, расположенной по ходу движения газожидкостного потока непосредственно после плоских изогнутых пластин пакета, по всей высоте установлены сходящиеся дугообразные направляющие пластины, направленные под углом 30° к горизонтали, собирающие и транспортирующие пленочную жидкость с внутренней поверхности дугообразной пластины в зону щелевого канала, для транспортировки жидкой фазы из зоны щелевого канала к внутренней поверхности корпуса аппарата предусмотрены прямоугольные открытые желоба, занимающие 1/7-1/8 часть площади сечения, ограниченного внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью пакета, в верхней внутренней части сепарационного пакета в отверстии горизонтальной крышки установлена кольцевая карман-ловушка, образованная наружной нижней частью цилиндрической поверхности выходного патрубка, нижней поверхностью крышки и внутренней поверхностью верхней части сепарационных пластин.Also known is the SMALL HIGH-EFFICIENT SEPARATOR STSV-5 (RF patent for the invention No. 2221625, IPC 7 B01D 45/12, 2004 [3]), comprising a vertical cylindrical body, horizontal cover, inlet, outlet, drain pipe, deflector, vertical separation bag, consisting of flat curved and arched plates, which form slotted channels in the lap zone. On the inner surface of the vertical arcuate plate, located in the direction of gas-liquid flow immediately after the flat curved plate of the package, converging arcuate guide plates are installed along the entire height, directed at an angle of 30 ° to the horizontal, collecting and transporting the film fluid from the inner surface of the arcuate plate into the slotted zone channel, for the transportation of the liquid phase from the zone of the slotted channel to the inner surface of the apparatus body, rectangular open troughs occupying 1 / 7-1 / 8 of the cross-sectional area bounded by the inner surface of the housing and the outer surface of the bag, an annular pocket trap is formed in the upper inner part of the separation bag in the hole of the horizontal cover, formed by the outer lower part of the cylindrical surface of the outlet pipe, lower the surface of the lid and the inner surface of the upper part of the separation plates.
Недостатком указанного сепаратора является то, что радиальный ввод газожидкостного потока в сепаратор приводит к лобовому удару о стенку дефлектора, что увеличивает сопротивление потоку и изменяет сложившуюся в газопроводе структуру потока, а это в свою очередь снижает качество сепарации. Другим недостатком указанного сепаратора является наличие вертикальной дугообразной пластины с закрепленными на ней дугообразными направляющими пластинами и прямоугольными открытыми желобами, что значительно усложняет конструкцию сепаратора. Третьим недостатком сепаратора СЦВ-5 [3] является конструктивное решение вывода очищенного газа, при котором выходной патрубок устанавливается непосредственно в отверстие горизонтальной крышки. Это приводит к тому, что поток газа со всей растворенной в нем жидкостью и с оставшейся мелкодисперсной жидкостью, не задержанной карманом-ловушкой, проходит в отверстие горизонтальной крышки и беспрепятственно устремляется по выходному патрубку к выходу из сепаратора. Наличие указанной выше растворенной и мелкодисперсной жидкости на выходе из сепаратора обуславливает пониженную эффективность сепарации устройства.The disadvantage of this separator is that the radial injection of gas-liquid flow into the separator leads to a frontal impact on the deflector wall, which increases the flow resistance and changes the flow structure in the gas pipeline, which in turn reduces the quality of separation. Another disadvantage of this separator is the presence of a vertical arcuate plate with arcuate guide plates fixed to it and rectangular open grooves, which greatly complicates the design of the separator. The third drawback of the SCV-5 separator [3] is a constructive solution for the extraction of purified gas, in which the outlet pipe is installed directly in the hole of the horizontal cover. This leads to the fact that the gas flow with all the liquid dissolved in it and with the remaining finely dispersed liquid, not detained by the pocket-trap, passes into the hole of the horizontal cover and freely rushes through the outlet pipe to the outlet of the separator. The presence of the aforementioned dissolved and finely dispersed liquid at the outlet of the separator causes a reduced separation efficiency of the device.
По совокупности существенных признаков и реализуемому назначению наиболее близким техническим решением к заявляемому газовому вихревому сепаратору является МАЛОГАБАРИТНЫЙ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ СЕПАРАТОР "КОЛИБРИ" (патент РФ на изобретение №2244584, МПК 7 B01D 45/12, 2005 [4]), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную перегородку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы. Изогнутые концы пластин направлены в разные стороны касательно к наружному и внутреннему диаметрам сепарационного пакета, осевая линия входного патрубка по горизонтали смещена относительно осевой линии корпуса аппарата на 1/2 диаметра входного патрубка, при этом диаметр входного патрубка не превышает 1/4 диаметра корпуса, дефлектор, установленный по ходу вращения газожидкостного потока, имеет максимально допустимое сечение, причем по ходу потока он сужается по горизонтали и возрастает по высоте, сохраняя при этом площадь поперечного сечения, в конце верхней суженной части дефлектора установлена дугообразная пластина, нисходящая по ходу газожидкостного потока и направленная по отношению к горизонтали под углом 15-30°, по ходу вращения газожидкостного потока с зазором к внутренней стороне корпуса установлена изогнутая пластина, которая своим нижним концом заходит под нижнюю крышку дефлектора.In terms of the set of essential features and the intended use, the closest technical solution to the claimed gas vortex separator is the SMALL HIGH-EFFICIENT SEPARATOR "COLIBRI" (RF patent for the invention No. 2244584, IPC 7 B01D 45/12, 2005 [4]), containing a vertical cylindrical body, horizontal a partition, an inlet, an outlet, a drain pipe, a deflector, a vertical separation package consisting of vertical flat curved separation plates, which form slotted channels in the overlap zone. The curved ends of the plates are directed in opposite directions with respect to the outer and inner diameters of the separation bag, the axial line of the inlet pipe is horizontally offset relative to the axial line of the apparatus body by 1/2 of the diameter of the inlet pipe, while the diameter of the inlet pipe does not exceed 1/4 of the diameter of the body, deflector installed along the rotation of the gas-liquid flow has the maximum allowable cross-section, and along the flow it narrows horizontally and increases in height, while maintaining the cross-sectional area At the end of the upper narrowed part of the deflector, an arcuate plate is installed, descending along the gas-liquid flow and directed relative to the horizontal at an angle of 15-30 °, a curved plate is installed along the gap of the gas-liquid flow with a gap to the inner side of the body, which enters with its lower end under the bottom cover of the deflector.
Недостатком указанного сепаратора является конструктивное решение вывода очищенного газа, при котором выходной патрубок устанавливается непосредственно в отверстие горизонтальной крышки. Это приводит к тому, что поток газа со всей растворенной в нем жидкостью и оставшейся мелкодисперсной жидкостью, не задержанной карманом-ловушкой, проходит в отверстие горизонтальной крышки и беспрепятственно устремляется по выходному патрубку к выходу из сепаратора. Наличие указанной выше растворенной и мелкодисперсной жидкости на выходе из сепаратора обуславливает пониженную эффективность сепарации устройства.The disadvantage of this separator is a constructive solution for the withdrawal of purified gas, in which the outlet pipe is installed directly in the hole of the horizontal cover. This leads to the fact that the gas flow with all the liquid dissolved in it and the remaining fine liquid, not detained by the pocket-trap, passes into the hole of the horizontal cover and freely rushes through the outlet pipe to the outlet of the separator. The presence of the aforementioned dissolved and finely dispersed liquid at the outlet of the separator causes a reduced separation efficiency of the device.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемыми изобретениями по вариантам 1 и 2, является значительное повышение эффективности сепарации, увеличение производительности по газу и уменьшение габаритов сепаратора.The technical result provided by the claimed inventions according to
Дополнительным техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением по варианту 2, является уменьшение высоты и снижение металлоемкости сепаратора.An additional technical result provided by the claimed invention according to
Сущность изобретения по варианту 1 состоит в том, что сепаратор газовый вихревого типа эжекционный содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище. При этом выходной патрубок расположен вертикально, а сепаратор дополнительно содержит расположенные в цилиндрическом корпусе горизонтальную перегородку, горизонтальную крышку, газоотборный элемент цилиндрической формы с трубой и N конусообразных направляющих конфузоров. Дополнительно сепаратор содержит эжекционную камеру, жестко закрепленную на наружной поверхности цилиндрического корпуса и постоянно гидравлически связанную с полостью сепаратора через выходное отверстие, которое расположено в корпусе сепаратора между горизонтальной перегородкой и горизонтальной крышкой. Причем в эжекционной камере соосно друг другу расположены входной патрубок и эжектор, жестко закрепленный в отверстии цилиндрического корпуса сепаратора ниже горизонтальной перегородки, причем ось эжектора смещена по горизонтали относительно оси корпуса сепаратора. При этом сепарационный пакет жестко прикреплен сверху к краю отверстия горизонтальной перегородки, а снизу - к нижнему осевому диску сепарационного пакета, который жестко прикреплен к М пальцам, концы которых расположены без зазора в отверстиях ложного днища. При этом газоотборный элемент, выполненный с возможностью пропускать газ через боковую поверхность, установлен внутри сепарационного пакета и соосно ему. Причем газоотборный элемент жестко прикреплен сверху, на уровне горизонтальной перегородки, к нижнему торцу соосной ему трубы, а снизу - к нижнему осевому диску газоотборного элемента, который жестко прикреплен к вышеупомянутым пальцам. При этом в отверстии горизонтальной крышки жестко закреплены верхний торец трубы и нижний торец нижнего конфузора. При этом над выходным отверстием в горизонтальной крышке выполнено дренажное отверстие.The essence of the invention according to
Предпочтительно расположение сепарационного пакета в корпусе сепаратора со смещением в направлении от дефлектора на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора до корпуса сепаратора.Preferably, the location of the separation package in the separator body is offset in the direction from the deflector by a distance equal to half the average distance from the deflector to the separator body.
Допустимо выполнение газоотборного элемента содержащим плоские изогнутые сепарационные пластины газоотборного элемента, располагаемые в его образующей поверхности, и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы газоотборного элемента.It is permissible to carry out a gas sampling element containing flat curved separation plates of the gas sampling element located in its forming surface and forming identical and constant slotted channels of the gas sampling element in the overlap zone.
Допустимо также выполнение газоотборного элемента в виде трубы с прямоугольными перфорационными отверстиями.It is also permissible to perform a gas sampling element in the form of a pipe with rectangular perforations.
Сущность изобретения по варианту 2 состоит в том, что сепаратор газовый вихревого типа эжекционный содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище. При этом выходной патрубок расположен горизонтально. При этом сепаратор дополнительно содержит расположенные в цилиндрическом корпусе горизонтальную перегородку, горизонтальную крышку, газоотборный элемент цилиндрической формы с трубой и тонкослойный отбойник. При этом сепаратор дополнительно содержит эжекционную камеру, жестко закрепленную на наружной поверхности цилиндрического корпуса и постоянно гидравлически связанную с полостью сепаратора через выходное отверстие, расположенное в корпусе сепаратора между горизонтальной перегородкой и горизонтальной крышкой. При этом в эжекционной камере соосно друг другу расположены входной патрубок и эжектор, жестко закрепленный в отверстии цилиндрического корпуса сепаратора ниже горизонтальной перегородки. Причем ось эжектора смещена по горизонтали относительно оси корпуса сепаратора. При этом сепарационный пакет жестко прикреплен сверху к краю отверстия горизонтальной перегородки, а снизу - к нижнему осевому диску сепарационного пакета, который жестко прикреплен к М пальцам, концы которых расположены без зазора в отверстиях ложного днища. При этом газоотборный элемент, выполненный с возможностью пропускать газ через боковую поверхность, установлен внутри сепарационного пакета и соосно ему. При этом газоотборный элемент жестко прикреплен сверху, на уровне горизонтальной перегородки, к нижнему торцу соосной ему трубы, а снизу - к нижнему осевому диску газоотборного элемента, который жестко прикреплен к вышеупомянутым пальцам. При этом верхний торец трубы жестко закреплен в отверстии горизонтальной крышки. При этом тонкослойный отбойник расположен над горизонтальной крышкой и содержит соосно расположенные конусообразные пластины разного размера и кольцевой гидравлический карман. При этом дренажная трубка гидравлически соединяет карман с зоной отвода жидкости.The essence of the invention according to
Предпочтительно расположение сепарационного пакета в корпусе сепаратора со смещением в направлении от дефлектора на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора до корпуса сепаратора.Preferably, the location of the separation package in the separator body is offset in the direction from the deflector by a distance equal to half the average distance from the deflector to the separator body.
Допустимо выполнение газоотборного элемента содержащим плоские изогнутые сепарационные пластины газоотборного элемента, располагаемые в его образующей поверхности и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы газоотборного элемента.It is permissible to carry out a gas sampling element containing flat curved separation plates of a gas sampling element located in its forming surface and forming identical and constant slotted channels of the gas sampling element in the overlap zone.
Допустимо также выполнение газоотборного элемента в виде трубы с прямоугольными перфорационными отверстиями.It is also permissible to perform a gas sampling element in the form of a pipe with rectangular perforations.
Возможно, чтобы дренажная трубка гидравлически соединяла карман с пространством над горизонтальной перегородкой.It is possible that the drainage tube hydraulically connects the pocket to the space above the horizontal partition.
Возможно, чтобы дренажная трубка гидравлически соединяла карман с нижней накопительной частью сепаратора, расположенной под ложным днищем. При этом допускается снабжать гидравлическим затвором нижний конец дренажной трубки, расположенный под ложным днищем.It is possible that the drainage tube hydraulically connects the pocket to the bottom storage part of the separator, located under the false bottom. In this case, it is allowed to provide with a hydraulic shutter the lower end of the drainage tube located under the false bottom.
На фиг.1 показана схема сепаратора по варианту 1, продольный разрез;Figure 1 shows a diagram of the separator according to
на фиг.2 - схема сепаратора по вариантам 1 и 2, поперечный разрез (сечение А-А фиг.1 и 6);figure 2 - diagram of the separator according to
на фиг.3 - схема сепаратора по варианту 1, пример 1 - газоотборный элемент содержит плоские изогнутые пластины, продольный разрез;figure 3 - diagram of the separator according to
на фиг.4 - схема сепаратора по вариантам 1 и 2, пример 1, поперечный разрез (сечение Б-Б фиг.3 и 8);figure 4 is a diagram of the separator according to
на фиг.5 - сечение В-В фиг.3 и 8);figure 5 is a section bb In figure 3 and 8);
на фиг.6 - схема сепаратора по варианту 1, пример 2 - газоотборный элемент выполнен в виде перфорированной трубы;Fig.6 is a diagram of the separator according to
на фиг.7 - схема сепаратора по варианту 2, продольный разрез;Fig.7 is a diagram of a separator according to
на фиг.8 - схема сепаратора по варианту 2, пример 1 - газоотборный элемент содержит плоские изогнутые пластины, продольный разрез;on Fig - diagram of the separator according to
на фиг.9 - схема сепаратора по варианту 2, пример 2 - газоотборный элемент выполнен в виде перфорированной трубы, продольный разрез;figure 9 - diagram of the separator according to
на фиг.10 - схема сепаратора по вар.2, пример 2 и 3, сечение Г-Г фиг.9, 11.figure 10 is a diagram of the separator according to var. 2, example 2 and 3, section GG of Fig.9, 11.
на фиг.11 - схема сепаратора по вар.2, пример 3, продольный разрез.figure 11 is a diagram of the separator according to var. 2, example 3, a longitudinal section.
Сепаратор газовый вихревого типа эжекционный по варианту 1 (фиг.1, 2) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, верхнее 2 и нижнее 3 днища, входной 4, выходной 5 и сливной 6 патрубки, дефлектор 7, сепарационный пакет 8, ложное днище 9.The gas eddy-type separator ejection according to option 1 (Fig. 1, 2) contains a vertical
Сепаратор также содержит эжекционную камеру 10, корпус которой жестко закреплен на наружной поверхности корпуса 1. В эжекционной камере 10 соосно друг другу расположены входной патрубок 4 с эжектором 11. Эжектор 11 расположен ниже горизонтальной перегородки 12 и жестко закреплен в отверстии цилиндрического корпуса 1 сепаратора. Соосно расположенные входной патрубок 4 и эжектор 11 расположены относительно оси корпуса 1 со смещением так, что ось входного патрубка 4 и эжектора 11 лежит в плоскости поперечного сечения корпуса 1 и не пересекает ось корпуса 1. Эжекционная камера 10 постоянно гидравлически связана с полостью сепаратора через выходное отверстие 13, расположенное в корпусе 1 сепаратора над горизонтальной перегородкой 12.The separator also contains an
Дефлектор 7 расположен у эжектора 11 и предназначен для формирования вращательного (вихревого) движения газового потока внутри сепаратора. Дефлектор 7 также препятствует поступлению газового потока в осевую зону сепаратора без его предварительного разделения. Внутренняя стенка корпуса 1, дефлектор 7 и отражательная пластина 14 образуют улавливающий карман 15. Карман 15 предназначен для отвода из вихревого потока движущихся жидкости и механических примесей, прижатых центробежной силой к внутренней стенке корпуса 1 сепаратора, и их транспортировки в нижнюю накопительную часть сепаратора.The
Сливной патрубок 6 расположен в нижнем днище 3 сепаратора.A
Сепарационный пакет 8 выполнен цилиндрической формы и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 16, расположенные в его образующей поверхности, и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 17. Горизонтальная перегородка 12 содержит отверстие, по краю которого к ней жестко прикреплены плоские изогнутые пластины 16 в верхней их части. В нижней части плоские изогнутые пластины 16 жестко закреплены к нижнему осевому диску 18 сепарационного пакета 8. Диск 18 жестко закреплен к М пальцам 19, концы которых расположены без зазора в отверстиях ложного днища 9, расположенного с кольцевым зазором к вертикальному корпусу 1 и жестко закрепленного к корпусу 1 с помощью Г-образных пластин 20. При этом сепарационный пакет 8 расположен в осевой зоне сепаратора так, что его ось параллельна оси цилиндрического корпуса 1 сепаратора и смещена относительно нее.The
Внутри сепарационного пакета 8 и соосно ему установлен газоотборный элемент 21 цилиндрической формы, выполненный с возможностью пропускать газ через боковую поверхность. Верхний край газоотборного элемента 21 расположен на уровне горизонтальной перегородки 12 и жестко закреплен к соосной ему трубе 22. Нижний край газоотборного элемента 21 прикреплен к его нижнему осевому диску 23, который жестко прикреплен к пальцам 19.Inside the
Над нижним осевым диском 18 сепарационного пакета 8 расположен верхний осевой диск 24 сепарационного пакета 8, соединенный с ним посредством радиальных пластин 25. Над нижним осевым диском 23 газоотборного элемента 21 расположен верхний осевой диск 26 газоотборного элемента 21, соединенный с ним посредством радиальных пластин 25. Пластины 25 также предназначены для остановки вихревого движения газового потока ниже зоны их расположения.Above the lower
В верхней части корпуса 1 сепаратора расположены горизонтальная крышка 27 и N конусообразных направляющих конфузоров 28. Горизонтальная крышка 27 расположена над горизонтальной перегородкой 12. В отверстии горизонтальной крышки 27 жестко закреплены: снизу - труба 22, а сверху - конфузор 28 (нижний из конфузоров 28 при N больше 1). Крышка 27 жестко закреплена к корпусу 1 сепаратора выше выходного отверстия 13. Над выходным отверстием 13 в горизонтальной крышке 27 выполнено дренажное отверстие 29. Конфузоры 28 расположены соосно с трубой 22 и выходным патрубком 5, расположенным в верхнем днище 2. При N больше 1 конфузоры 28 расположены один над другим с частичным перекрытием. Конфузор 28 (верхний из конфузоров 28 при N больше 1) расположен под выходным патрубком 5 и частично перекрывает его. В зоне взаимного перекрытия и перекрытия с выходным патрубком 5 конфузоры 28 образуют кольцевые зазоры 30, расположенные навстречу движения газового потока и предназначенные для отвода пленочной жидкости с поверхности конфузоров 28 в верхнюю накопительную камеру 31 сепаратора.In the upper part of the
Примеры конкретного выполнения сепаратора по варианту 1.Examples of specific performance of the separator according to
Пример 1 (фиг.3, 4, 5).Example 1 (Figs. 3, 4, 5).
Ось сепарационного пакета 8 смещена относительно оси корпуса 1 сепаратора в направлении от дефлектора 7 на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора 7 до корпуса 1 сепаратора.The axis of the
Концы плоских изогнутых пластин 16 направлены в разные стороны по касательной к окружностям, расположенным в поперечном сечении сепаратора, одна из которых описана вокруг сепарационного пакета 8, а другая - вписана в него.The ends of the flat
Газоотборный элемент 21 выполнен аналогично сепарационному пакету 8, и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 32, расположенные в его образующей поверхности, и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 33. Плоские изогнутые пластины 32 в верхней их части жестко прикреплены к трубе 22. В нижней части плоские изогнутые пластины 32 жестко прикреплены к нижнему осевому диску 23 газоотборного элемента 21.The
Количество пальцев 19 равно четырем (М=4).The number of
Количество конусообразных направляющих конфузоров 28 равно одному (N=1).The number of cone-shaped
Пример 2 (фиг.6, 2).Example 2 (Fig.6, 2).
Ось сепарационного пакета 8 смещена относительно оси корпуса 1 сепаратора в направлении от дефлектора 7 на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора 7 до корпуса 1 сепаратора.The axis of the
Концы плоских изогнутых пластин 16 направлены в разные стороны по касательной к окружностям, расположенным в поперечном сечении сепаратора, одна из которых описана вокруг сепарационного пакета 8, а другая вписана в него.The ends of the flat
Газоотборный элемент 21 выполнен в виде трубы с прямоугольными перфорационными отверстиями 34.The
Количество пальцев 19 равно одному (М=1).The number of
Количество конусообразных направляющих конфузоров 28 равно двум (N=2).The number of cone-shaped
Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами. В частности, газоотборный элемент 21 может быть выполнен равным по высоте сепарационному пакету 8.The implementation of the structural elements of the claimed invention is not limited to the above examples. In particular, the
Заявляемый сепаратор по варианту 1 работает следующим образом.The inventive separator according to
Газ, подлежащий очистке (сырой газ), подводят в аппарат через входной патрубок 4. Проходя через сопло 35 эжектора 11, сырой газ смешивается с газом, поступающим из эжекционной камеры 10 за счет пониженного давления, создаваемого в эжекторе 11 за счет его сужения. При этом, как будет показано далее, газ, поступающий из эжекционной камеры 10, имеет большую температуру.The gas to be cleaned (crude gas) is fed into the apparatus through the
При смешивании в эжекторе двух потоков газа, один из которых поступает из входного патрубка 4, а другой - из эжекционной камеры 10, происходит охлаждение газа, поступающего из эжекционной камеры 10 и имеющего большую температуру, что приводит к конденсации растворенной в нем жидкости с образованием аэрозольных и мелкодисперсных частиц этой жидкости.When two gas flows are mixed in the ejector, one of which comes from the
Продолжая свое движение, смешанный газовый поток поступает из эжектора 11 внутрь сепаратора. Установка эжектора 11, смещенного по горизонтали относительно осевой линии корпуса, позволяет создать скользящий удар о дефлектор 7.Continuing its movement, the mixed gas stream enters from the
Дефлектор 7 плавно изменяет направление движения газового потока и формирует его вихревое движение вокруг сепарационного пакета 8.The
Газовый поток, вращающийся внутри сепаратора, в соответствии с эффектом Ранка, температурно разделен так, что приосевой поток газа имеет температуру ниже температуры потока газа, вращающегося вблизи стенок сепаратора.The gas stream rotating inside the separator, in accordance with the Rank effect, is temperature-separated so that the axial gas stream has a temperature lower than the temperature of the gas stream rotating near the walls of the separator.
В пространстве, образованном стенкой корпуса 1 и сепарационным пакетом 8, из газового потока выделяется основная масса жидкости и механические примеси. Капли жидкости и механическая примесь отбрасываются центробежной силой на стенки корпуса 1 сепаратора и под действием гравитационных сил движутся вдоль этой стенки по нисходящей спирали по ходу вращения газового потока. Часть жидкости и механических примесей попадает при этом в улавливающий карман 15 и стекает по его стенкам вниз к ложному днищу 9. Достигая плоскости ложного днища 9, жидкость и механические примеси (попавшие и не попавшие в улавливающий карман 15) проходят через кольцевой зазор между корпусом 1 и ложным днищем 9 и транспортируются к сливному патрубку 6.In the space formed by the wall of the
Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на стенке корпуса 1, попадает на наружную поверхность плоских изогнутых пластин 16, и транспортируется газовым потоком через щелевые каналы 17 на их внутреннюю поверхность. Опускаясь по внутренней поверхности пластин 16, частицы жидкости, приблизившись к нижней кромке, соскальзывают с этих пластин 16 и попадают на поверхность ложного днища 9, откуда через кольцевой зазор между корпусом 1 и ложным днищем 9 транспортируются к сливному патрубку 6.A finely divided droplet liquid that has not settled on the wall of the
Вращаясь в направлении газового потока, неотсепарированная пленочная часть жидкости вместе с частью потока, вращающегося между наружной поверхностью газоотборного элемента 21 и внутренней поверхностью сепарационных пластин 16, транспортируется в пространство над горизонтальной перегородкой 12, откуда она через выходное отверстие 13 попадает в эжекционную камеру 10. При этом в соответствии с эффектом Ранка температура газового потока, поступающего в эжекционную камеру 10, больше температуры газового потока, поступающего на вход сепаратора.Rotating in the direction of the gas stream, the unseparated film part of the liquid, together with the part of the stream rotating between the outer surface of the
Очищенный газ транспортируется через стенки газоотборного элемента 21 и, продолжая вихревое движение, проходит через трубу 22 и N конфузоров 28 к выходному патрубку 5. При этом в соответствии с эффектом Ранка температура этого выходного потока меньше температуры газового потока, поступающего на вход сепаратора. При этом пленочная жидкость, попадающая на внутреннюю поверхность трубы 22 и конфузоры 28, двигается по этим элементам вверх в направлении газового потока и попадает в кольцевые зазоры 30, откуда она транспортируется в верхнюю накопительную камеру 31. Накопленная в камере 31 жидкость транспортируется под действием гравитационных сил через дренажное отверстие 29, находящееся над выходным отверстием 13, в пространство под горизонтальной крышкой 27 и, увлекаемая потоком газа, поступает через выходное отверстие 13 в эжекционную камеру 10.The purified gas is transported through the walls of the
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении технический результат: значительное повышение эффективности сепарации, увеличение производительности по газу и уменьшение габаритов сепаратора достигается за счет того, что сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище. При этом выходной патрубок расположен вертикально, а сепаратор дополнительно содержит расположенные в цилиндрическом корпусе горизонтальную перегородку, горизонтальную крышку, газоотборный элемент цилиндрической формы с трубой и N конусообразных направляющих конфузоров. Дополнительно сепаратор содержит эжекционную камеру, жестко закрепленную на наружной поверхности цилиндрического корпуса и постоянно гидравлически связанную с полостью сепаратора через выходное отверстие, которое расположено в корпусе сепаратора между горизонтальной перегородкой и горизонтальной крышкой. Причем в эжекционной камере соосно друг другу расположены входной патрубок и эжектор, жестко закрепленный в отверстии цилиндрического корпуса сепаратора ниже горизонтальной перегородки, причем ось эжектора смещена по горизонтали относительно оси корпуса сепаратора. При этом сепарационный пакет жестко прикреплен сверху к краю отверстия горизонтальной перегородки, а снизу - к нижнему осевому диску сепарационного пакета, который жестко прикреплен к М пальцам, концы которых расположены без зазора в отверстиях ложного днища. При этом газоотборный элемент, выполненный с возможностью пропускать газ через боковую поверхность, установлен внутри сепарационного пакета и соосно ему. Причем газоотборный элемент жестко прикреплен сверху, на уровне горизонтальной перегородки, к нижнему торцу соосной ему трубы, а снизу - к нижнему осевому диску газоотборного элемента, который жестко прикреплен к вышеупомянутым пальцам. При этом в отверстии горизонтальной крышки жестко закреплены верхний торец трубы и нижний торец нижнего конфузора. При этом над выходным отверстием в горизонтальной крышке выполнено дренажное отверстие.Thus, from the foregoing, it follows that in the claimed invention, the technical result: a significant increase in separation efficiency, an increase in gas productivity and a decrease in the dimensions of the separator is achieved due to the fact that the separator contains a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, inlet, outlet and drain pipes , a baffle with a reflective plate, a separation package consisting of vertical flat curved separation plates, which form slotted channels in the lap zone, faux bottom. In this case, the outlet pipe is located vertically, and the separator further comprises a horizontal partition located in the cylindrical body, a horizontal cover, a gas-taking element of a cylindrical shape with a pipe and N cone-shaped guide confusers. Additionally, the separator contains an ejection chamber, rigidly fixed to the outer surface of the cylindrical body and is constantly hydraulically connected to the separator cavity through an outlet that is located in the separator body between the horizontal partition and the horizontal cover. Moreover, in the ejection chamber, an inlet pipe and an ejector are arranged coaxially to each other, rigidly fixed in the hole of the cylindrical separator body below the horizontal partition, the axis of the ejector being displaced horizontally relative to the axis of the separator body. In this case, the separation bag is rigidly attached from above to the edge of the hole of the horizontal partition, and from below to the lower axial disk of the separation bag, which is rigidly attached to M fingers, the ends of which are located without a gap in the holes of the false bottom. In this case, the gas sampling element, configured to pass gas through the side surface, is installed inside the separation package and aligned with it. Moreover, the gas sampling element is rigidly attached from above, at the level of the horizontal partition, to the lower end of the pipe coaxial to it, and from the bottom to the lower axial disk of the gas sampling element, which is rigidly attached to the aforementioned fingers. At the same time, the upper end of the pipe and the lower end of the lower confuser are rigidly fixed in the hole of the horizontal cover. At the same time, a drainage hole is made over the outlet in the horizontal cover.
Наличие газоотборного элемента в заявляемом сепараторе позволяет разбить вихревую трубку, возникающую при превышении скорости движения газа в вихревом потоке больше критической, что позволяет значительно увеличить скорость движения газа на входе в сепаратор. С другой стороны, при увеличении скорости движения газа на входе в сепаратор увеличивается и скорость вращающегося внутри сепаратора потока, что в соответствии с эффектом Ранка приводит к увеличению температурного разделения этого потока. В совокупности эти факторы приводят к повышению производительности по газу с одновременным уменьшением габаритов сепаратора.The presence of a gas sampling element in the inventive separator allows you to break the vortex tube that occurs when the gas velocity in the vortex stream is exceeded more than critical, which can significantly increase the gas velocity at the inlet of the separator. On the other hand, with increasing gas velocity at the inlet of the separator, the speed of the stream rotating inside the separator also increases, which, in accordance with the Rank effect, leads to an increase in the temperature separation of this stream. Together, these factors lead to an increase in gas productivity with a simultaneous decrease in the dimensions of the separator.
Сепаратор газовый вихревого типа эжекционный по варианту 2 (фиг.7, 2) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, верхнее 2 и нижнее 3 днища, входной 4, выходной 5 и сливной 6 патрубки, дефлектор 7, сепарационный пакет 8, ложное днище 9.The gas eddy-type separator ejection according to option 2 (Fig. 7, 2) contains a vertical
Сепаратор также содержит эжекционную камеру 10, корпус которой жестко закреплен на наружной поверхности корпуса 1. В эжекционной камере 10 соосно друг другу расположены входной патрубок 4 с эжектором 11. Эжектор 11 расположен ниже горизонтальной перегородки 12 и жестко закреплен в отверстии цилиндрического корпуса 1 сепаратора. Соосно расположенные входной патрубок 4 и эжектор 11 расположены относительно оси корпуса 1 со смещением так, что ось входного патрубка 4 и эжектора 11 лежит в плоскости поперечного сечения корпуса 1 и не пересекает ось корпуса 1. Эжекционная камера 10 постоянно гидравлически связана с полостью сепаратора через выходное отверстие 13, расположенное в корпусе 1 сепаратора над горизонтальной перегородкой 12.The separator also contains an
Дефлектор 7 расположен у эжектора 11 и предназначен для формирования вращательного (вихревого) движения газового потока внутри сепаратора. Дефлектор 7 также препятствует поступлению газового потока в осевую зону сепаратора без его предварительного разделения. Внутренняя стенка корпуса 1, дефлектор 7 и отражательная пластина 14 образуют улавливающий карман 15. Карман 15 предназначен для отвода из вихревого потока движущихся жидкости и механических примесей, прижатых центробежной силой к внутренней стенке корпуса 1 сепаратора, и их транспортировки в нижнюю накопительную часть сепаратора.The
Сливной патрубок 6 расположен в нижнем днище 3 сепаратора.A
Сепарационный пакет 8 выполнен цилиндрической формы и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 16, расположенные в его образующей поверхности и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 17. Горизонтальная перегородка 12 содержит отверстие, по краю которого к ней жестко закреплены плоские изогнутые пластины 16 в верхней их части. В нижней части плоские изогнутые пластины 16 жестко закреплены к нижнему осевому диску 18 сепарационного пакета 8. Диск 18 жестко закреплен к М пальцам 19, концы которых расположены без зазора в отверстиях ложного днища 9, расположенного с зазором к вертикальному корпусу 1 и жестко закрепленного к корпусу 1 с помощью Г-образных пластин 20. При этом сепарационный пакет 8 расположен в осевой зоне сепаратора так, что его ось параллельна оси цилиндрического корпуса 1 сепаратора и смещена относительно нее.The
Внутри сепарационного пакета 8 и соосно ему установлен газоотборный элемент 21 цилиндрической формы, выполненный с возможностью пропускать газ через боковую поверхность. Верхний край газоотборного элемента 21 расположен на уровне горизонтальной перегородки 12 и жестко прикреплен к соосной ему трубе 22. Нижний край газоотборного элемента 21 прикреплен к его нижнему осевому диску 23, который жестко закреплен к пальцам 19.Inside the
Над нижним осевым диском 18 сепарационного пакета 8 расположен верхний осевой диск 24 сепарационного пакета 8, соединенный с ним посредством радиальных пластин 25. Над нижним осевым диском 23 газоотборного элемента 21 расположен верхний осевой диск 26 газоотборного элемента 21, соединенный с ним посредством радиальных пластин 25. Пластины 25 также предназначены для остановки вихревого движения газового потока ниже зоны их расположения.Above the lower
В верхней части корпуса 1 сепаратора расположены горизонтальная крышка 27 и тонкослойный отбойник (не обозначено), содержащий соосно расположенные конусообразные пластины 36 разного размера и кольцевой гидравлический карман 37. Горизонтальная крышка 27 расположена над горизонтальной перегородкой 12. В отверстии горизонтальной крышки 27 жестко закреплен верхний торец трубы 22. Крышка 27 жестко закреплена к корпусу 1 сепаратора выше выходного отверстия 13. Пластины 36 расположены соосно с сепарационным пакетом 8 и образуют кольцевые зазоры 38.In the upper part of the
Выходной патрубок 5 расположен горизонтально и жестко закреплен в цилиндрическом корпусе 1 сепаратора между горизонтальной крышкой 27 и гидравлическим карманом 37.The
Нижняя накопительная часть сепаратора, расположенная под ложным днищем 9, эжекционная камера 10 и пространство, образованное корпусом 1, трубой 22, горизонтальной перегородкой 12 и горизонтальной крышкой 22, составляют зону отвода жидкости сепаратора.The lower storage part of the separator, located under the
Сепаратор содержит также вертикальную дренажную трубку 39, один конец которой расположен в гидравлическом кармане 37, гидравлически соединяющую карман 37 с зоной отвода жидкости.The separator also contains a
Примеры конкретного выполнения сепаратора по варианту 2.Examples of specific performance of the separator according to
Пример 1 (фиг.8, 4, 5).Example 1 (Fig. 8, 4, 5).
Ось сепарационного пакета 8 смещена относительно оси корпуса 1 сепаратора в направлении от дефлектора 7 на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора 7 до корпуса 1 сепаратора.The axis of the
Концы плоских изогнутых пластин 16 направлены в разные стороны по касательной к окружностям, расположенным в поперечном сечении сепаратора, одна из которых описана вокруг сепарационного пакета 8, а другая - вписана в него.The ends of the flat
Газоотборный элемент 21 выполнен аналогично сепарационному пакету 8 и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 32, расположенные в его образующей поверхности и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 33. Плоские изогнутые пластины 32 в верхней их части жестко закреплены к трубе 22. В нижней части плоские изогнутые пластины 32 жестко закреплены к нижнему осевому диску 23 газоотборного элемента 21.The
Количество пальцев 19 равно четырем (М=4).The number of
Один конец дренажной трубки 39 расположен в дренажном отверстии кольцевого гидравлического кармана 37, а другой конец расположен в дренажном отверстии 29 горизонтальной крышки 27, расположенном над выходным отверстием 13.One end of the
Пример 2 (фиг.9, 10).Example 2 (Fig.9, 10).
Ось сепарационного пакета 8 смещена относительно оси корпуса 1 сепаратора в направлении от дефлектора 7 на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора 7 до корпуса 1 сепаратора.The axis of the
Концы плоских изогнутых пластин 16 направлены в разные стороны по касательной к окружностям, расположенным в поперечном сечении сепаратора, одна из которых описана вокруг сепарационного пакета 8, а другая вписана в него.The ends of the flat
Газоотборный элемент 21 выполнен в виде трубы с прямоугольными перфорационными отверстиями 34.The
Количество пальцев 19 равно одному (М=1).The number of
Один конец дренажной трубки 39 расположен в дренажном отверстии кольцевого гидравлического кармана 37, а другой конец расположен под ложным днищем 9. При этом дренажная трубка 39 проходит внутри кармана 15.One end of the
Пример 3 (фиг.10, 11).Example 3 (figure 10, 11).
Ось сепарационного пакета 8 смещена относительно оси корпуса 1 сепаратора в направлении от дефлектора 7 на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора 7 до корпуса 1 сепаратора.The axis of the
Концы плоских изогнутых пластин 16 направлены в разные стороны по касательной к окружностям, расположенным в поперечном сечении сепаратора, одна из которых описана вокруг сепарационного пакета 8, а другая вписана в него.The ends of the flat
Газоотборный элемент 21 выполнен в виде трубы с прямоугольными перфорационными отверстиями 34.The
Количество пальцев 19 равно одному (М=1).The number of
Один конец дренажной трубки 39 расположен в дренажном отверстии кольцевого гидравлического кармана 37, а другой конец расположен под ложным днищем 9 и снабжен гидравлическим затвором 40. При этом дренажная трубка 39 проходит внутри кармана 15.One end of the
Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами. В частности, газоотборный элемент 21 может быть выполнен равным по высоте сепарационному пакету 8.The implementation of the structural elements of the claimed invention is not limited to the above examples. In particular, the
Заявляемый сепаратор по варианту 2 работает следующим образом.The inventive separator according to
Газ, подлежащий очистке (сырой газ), подводят в аппарат через входной патрубок 4. Проходя через сопло 35 эжектора 11, сырой газ смешивается с газом, поступающим из эжекционной камеры 10 за счет пониженного давления, создаваемого в эжекторе 11 за счет его сужения. При этом, как будет показано далее, газ, поступающий из эжекционной камеры 10, имеет большую температуру.The gas to be cleaned (crude gas) is fed into the apparatus through the
При смешивании в эжекторе двух потоков газа, один из которых поступает из входного патрубка 4, а другой - из эжекционной камеры 10, происходит охлаждение газа, поступающего из эжекционной камеры 10 и имеющего большую температуру, что приводит к конденсации растворенной в нем жидкости с образованием аэрозольных и мелкодисперсных частиц той же жидкости.When two gas flows are mixed in the ejector, one of which comes from the
Продолжая свое движение, смешанный газовый поток поступает из эжектора 11 внутрь сепаратора. Установка эжектора 11, смещенного по горизонтали относительно осевой линии корпуса, позволяет создать скользящий удар о дефлектор 7.Continuing its movement, the mixed gas stream enters from the
Дефлектор 7 плавно изменяет направление движения газового потока и формирует его вихревое движение вокруг сепарационного пакета 8.The
Газовый поток, вращающийся внутри сепаратора, в соответствии с эффектом Ранка температурно разделен так, что приосевой поток газа имеет температуру ниже температуры потока газа, вращающегося вблизи стенок сепаратора.The gas stream rotating inside the separator, in accordance with the Rank effect, is temperature-separated so that the axial gas stream has a temperature lower than the temperature of the gas stream rotating near the walls of the separator.
В пространстве, образованном стенкой корпуса 1 и сепарационным пакетом 8, из газового потока выделяется основная масса жидкости и механические примеси. Капли жидкости и механическая примесь отбрасываются центробежной силой на стенки корпуса 1 сепаратора и под действием гравитационных сил движутся вдоль этой стенки по нисходящей спирали по ходу вращения газового потока. Часть жидкости и механических примесей попадает при этом в улавливающий карман 15 и стекает по его стенкам вниз к ложному днищу 9. Достигая плоскости ложного днища 9, жидкость и механические примеси (попавшие и не попавшие в улавливающий карман 15) проходят через кольцевой зазор между корпусом 1 и ложным днищем 9 и транспортируются к сливному патрубку 6.In the space formed by the wall of the
Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на стенке корпуса 1, попадает на наружную поверхность плоских изогнутых пластин 16 и транспортируется газовым потоком через щелевые каналы 17 на их внутреннюю поверхность. Опускаясь по внутренней поверхности пластин 16, частицы жидкости, приблизившись к нижней кромке, соскальзывают с этих пластин 16 и попадают на поверхность ложного днища 9, откуда через кольцевой зазор между корпусом 1 и ложным днищем 9 транспортируются к сливному патрубку 6.A finely divided droplet liquid that has not settled on the wall of the
Вращаясь в направлении газового потока, неотсепарированная пленочная часть жидкости вместе с частью потока, вращающегося между наружной поверхностью газоотборного элемента 21 и внутренней поверхностью сепарационных пластин 16, транспортируется в пространство над горизонтальной перегородкой 12, откуда она через выходное отверстие 13 попадает в эжекционную камеру 10. При этом в соответствии с эффектом Ранка температура газового потока, поступающего в эжекционную камеру 10, больше температуры газового потока, поступающего на вход сепаратора.Rotating in the direction of the gas stream, the unseparated film part of the liquid, together with the part of the stream rotating between the outer surface of the
Очищенный газ транспортируется через стенки газоотборного элемента 21 и, продолжая вихревое движение, проходит через трубу 22 к выходному патрубку 5. При этом в соответствии с эффектом Ранка температура этого выходного потока меньше температуры газового потока, поступающего на вход сепаратора. При этом оставшаяся неотсепарированная пленочная жидкость, содержащаяся в очищенном газе, поступает вместе с ним в пространство над горизонтальной крышкой 27, где она за счет инерционных сил при повороте газового потока попадает на конусообразные пластины 36 тонкослойного отбойника. Пленочная жидкость, двигаясь вверх по поверхности конусообразных пластин 36 в области зазоров 38, транспортируется в кольцевой гидравлический карман 37. Накопленная в этом кармане 37 жидкость под действием гравитационных сил отводится через дренажную трубку 39 в зону отвода жидкости сепаратора.The purified gas is transported through the walls of the
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении технический результат: значительное повышение эффективности сепарации, увеличение производительности по газу и уменьшение габаритов сепаратора достигается за счет того, что сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище. При этом выходной патрубок расположен горизонтально. При этом сепаратор дополнительно содержит расположенные в цилиндрическом корпусе горизонтальную перегородку, горизонтальную крышку, газоотборный элемент цилиндрической формы с трубой и тонкослойный отбойник. При этом сепаратор дополнительно содержит эжекционную камеру, жестко закрепленную на наружной поверхности цилиндрического корпуса и постоянно гидравлически связанную с полостью сепаратора через выходное отверстие, расположенное в корпусе сепаратора между горизонтальной перегородкой и горизонтальной крышкой. При этом в эжекционной камере соосно друг другу расположены входной патрубок и эжектор, жестко закрепленный в отверстии цилиндрического корпуса сепаратора ниже горизонтальной перегородки. Причем ось эжектора смещена по горизонтали относительно оси корпуса сепаратора. При этом сепарационный пакет жестко прикреплен сверху к краю отверстия горизонтальной перегородки, а снизу - к нижнему осевому диску сепарационного пакета, который жестко прикреплен к М пальцам, концы которых расположены без зазора в отверстиях ложного днища. При этом газоотборный элемент, выполненный с возможностью пропускать газ через боковую поверхность, установлен внутри сепарационного пакета и соосно ему. При этом газоотборный элемент жестко прикреплен сверху, на уровне горизонтальной перегородки, к нижнему торцу соосной ему трубы, а снизу - к нижнему осевому диску газоотборного элемента, который жестко прикреплен к вышеупомянутым пальцам. При этом верхний торец трубы жестко закреплен в отверстии горизонтальной крышки. При этом тонкослойный отбойник расположен над горизонтальной крышкой и содержит соосно расположенные конусообразные пластины разного размера и кольцевой гидравлический карман. При этом дренажная трубка гидравлически соединяет карман с зоной отвода жидкости.Thus, from the foregoing, it follows that in the claimed invention, the technical result: a significant increase in separation efficiency, an increase in gas productivity and a decrease in the dimensions of the separator is achieved due to the fact that the separator contains a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, inlet, outlet and drain pipes , a baffle with a reflective plate, a separation package consisting of vertical flat curved separation plates, which form slotted channels in the lap zone, faux bottom. In this case, the outlet pipe is located horizontally. Moreover, the separator further comprises a horizontal partition located in the cylindrical body, a horizontal cover, a gas-taking element of cylindrical shape with a pipe, and a thin-layer chipper. Moreover, the separator further comprises an ejection chamber rigidly fixed to the outer surface of the cylindrical body and permanently hydraulically connected to the separator cavity through an outlet located in the separator body between the horizontal partition and the horizontal cover. At the same time, an inlet pipe and an ejector are located coaxially to each other in the ejection chamber, which is rigidly fixed in the hole of the cylindrical separator body below the horizontal partition. Moreover, the axis of the ejector is displaced horizontally relative to the axis of the separator body. In this case, the separation bag is rigidly attached from above to the edge of the hole of the horizontal partition, and from below to the lower axial disk of the separation bag, which is rigidly attached to M fingers, the ends of which are located without a gap in the holes of the false bottom. In this case, the gas sampling element, configured to pass gas through the side surface, is installed inside the separation package and aligned with it. In this case, the gas sampling element is rigidly attached from above, at the level of the horizontal partition, to the lower end of the pipe coaxial to it, and from the bottom to the lower axial disk of the gas sampling element, which is rigidly attached to the aforementioned fingers. In this case, the upper end of the pipe is rigidly fixed in the hole of the horizontal cover. In this case, a thin-layer chipper is located above the horizontal cover and contains coaxially arranged cone-shaped plates of different sizes and an annular hydraulic pocket. At the same time, the drainage tube hydraulically connects the pocket to the liquid discharge zone.
Наличие газоотборного элемента в заявляемом сепараторе позволяет разбить вихревую трубку, возникающую при превышении скорости движения газа в вихревом потоке больше критической, что позволяет значительно увеличить скорость движения газа на входе в сепаратор. С другой стороны, при увеличении скорости движения газа на входе в сепаратор увеличивается и скорость вращающегося внутри сепаратора потока, что в соответствии с эффектом Ранка приводит к увеличению температурного разделения этого потока. В совокупности эти факторы приводят к повышению производительности по газу с одновременным уменьшением габаритов сепаратора.The presence of a gas sampling element in the inventive separator allows you to break the vortex tube that occurs when the gas velocity in the vortex stream is exceeded more than critical, which can significantly increase the gas velocity at the inlet of the separator. On the other hand, with increasing gas velocity at the inlet of the separator, the speed of the stream rotating inside the separator also increases, which, in accordance with the Rank effect, leads to an increase in the temperature separation of this stream. Together, these factors lead to an increase in gas productivity with a simultaneous decrease in the dimensions of the separator.
Заявляемый технический результат: уменьшение высоты и снижение металлоемкости сепаратора, достигается за счет горизонтального расположения выходного патрубка и того, что сепаратор содержит тонкослойный отбойник, содержащий соосно расположенные над горизонтальной перегородкой конусообразные пластины разного размера и кольцевой гидравлический карман.The claimed technical result: reducing the height and reducing the metal consumption of the separator, is achieved due to the horizontal location of the outlet pipe and the fact that the separator contains a thin-layer chipper containing conically-shaped conical plates of different sizes and an annular hydraulic pocket.
Заявляемый газовый сепаратор вихревого типа эжекционный может быть изготовлен на машиностроительном предприятии.The inventive gas vortex-type ejection separator can be manufactured at a machine-building enterprise.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Патент РФ на изобретение №2136350, МПК 6 B01D 45/12, 1999.1. RF patent for the invention No. 2136350,
2. Патент РФ на изобретение №2188062, МПК 7 B01D 45/12, 2002.2. RF patent for the invention No. 2188062,
3. Патент РФ на изобретение №2221625, МПК 7 B01D 45/12, 2004.3. RF patent for the invention No. 2221625,
4. Патент РФ на изобретение №2244584, МПК 7 B01D 45/12, 2005.4. RF patent for the invention No. 2244584,
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124164/15A RU2299756C1 (en) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | Vortex type gaseous ejection separator (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124164/15A RU2299756C1 (en) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | Vortex type gaseous ejection separator (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2299756C1 true RU2299756C1 (en) | 2007-05-27 |
Family
ID=38310634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006124164/15A RU2299756C1 (en) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | Vortex type gaseous ejection separator (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2299756C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454266C1 (en) * | 2011-02-04 | 2012-06-27 | Эдуард Владимирович Юрьев | Vortex-type gas separator (versions) |
| DE102011055218A1 (en) | 2011-02-04 | 2012-08-09 | Eduard V. Yureyev | Apparatus for separating particles from gas stream in e.g. oil industry, has upper and lower axial washers that are connected with radial directed plates, and are operated along movement of eddy current curved around separation unit |
| RU2574628C1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-02-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Gas separator of vortex type |
| CN114808145A (en) * | 2022-05-05 | 2022-07-29 | 倪建刚 | Quick cooling single crystal furnace chassis and use method thereof |
-
2006
- 2006-07-05 RU RU2006124164/15A patent/RU2299756C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454266C1 (en) * | 2011-02-04 | 2012-06-27 | Эдуард Владимирович Юрьев | Vortex-type gas separator (versions) |
| DE102011055218A1 (en) | 2011-02-04 | 2012-08-09 | Eduard V. Yureyev | Apparatus for separating particles from gas stream in e.g. oil industry, has upper and lower axial washers that are connected with radial directed plates, and are operated along movement of eddy current curved around separation unit |
| RU2574628C1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-02-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Gas separator of vortex type |
| CN114808145A (en) * | 2022-05-05 | 2022-07-29 | 倪建刚 | Quick cooling single crystal furnace chassis and use method thereof |
| CN114808145B (en) * | 2022-05-05 | 2024-04-12 | 倪建刚 | Single crystal furnace chassis capable of rapidly cooling and application method thereof |
| RU220613U1 (en) * | 2023-05-04 | 2023-09-26 | Производственная Фирма Общество с ограниченной ответственностью "ПИРЕТТА" | CENTRIFUGAL SEPARATOR |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11090661B2 (en) | Inlet device for gravity separator | |
| US20050011170A1 (en) | Vertically arranged separator for separating liquid from a gas flow | |
| RU2304455C1 (en) | Vortex gas separator | |
| RU58379U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS) | |
| RU2666414C1 (en) | Separator centrifugal gas-liquid yugas (cgs) | |
| RU2320395C2 (en) | High-efficiency liquid-and-gas separator | |
| RU58380U1 (en) | VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR | |
| RU2299756C1 (en) | Vortex type gaseous ejection separator (versions) | |
| RU2366489C1 (en) | Vortex-type gas separator | |
| RU59436U1 (en) | GAS VORTEX TYPE EJECTION SEPARATOR (OPTIONS) | |
| RU2346727C1 (en) | Gas separator of vortex type | |
| TW202410950A (en) | Separator | |
| RU52731U1 (en) | GAS-LIQUID VERTICAL SEPARATOR SEPARATOR SWIRL TYPE SVTs-6 | |
| EA006032B1 (en) | Small highly efficient separator | |
| RU2356600C1 (en) | Vortex type gas separator (versions) | |
| RU2454266C1 (en) | Vortex-type gas separator (versions) | |
| RU66972U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR | |
| RU2618708C1 (en) | Cyclone for purifying gas flow of liquid phase droplets | |
| RU2244584C1 (en) | Small-sized high performance separator "kolibry" ("humming-bird") | |
| RU90701U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS) | |
| RU72417U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS) | |
| RU68352U1 (en) | SEPARATOR | |
| RU2188062C1 (en) | Separator | |
| RU2311946C1 (en) | Vortex type gaseous separator | |
| RU2635159C1 (en) | Vortex-type gas separator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080130 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170706 |