RU2304455C1

RU2304455C1 - Vortex gas separator

Info

Publication number: RU2304455C1
Application number: RU2006116010/15A
Authority: RU
Inventors: Валерий Григорьевич Биндас (RU); Валерий Григорьевич Биндас
Original assignee: Валерий Григорьевич Биндас
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2007-08-20

Abstract

FIELD: separation.

SUBSTANCE: separator comprises vertical cylindrical housing, inlet branch pipe, vertical branch pipe, and drain branch pipe, deflector, trapping pocket, separating stack composed of vertical flat bent, separating plates that define slot passages, false bottom, and pocket-trap arranged in the top section of the separating stack. The separator is additionally provided with the horizontal baffle that is mounted above the separation stack and conical deflecting diverging pipes arranged over the horizontal baffle between the separating stack and outlet branch pipe coaxially to it. The deflecting diverging pipes are arranged one above the other to define partial overlapping and form ring spaces in the zone of overlapping. The drain pipe is mounted in the trapping pocket and connects the space downstream of the converging pipes above the horizontal baffle with the bottom section of the separator. According to the second version, the separator comprises vertical cylindrical housing, inlet, outlet horizontal, and drain branch pipes, deflector, trapping pocket, similar separation stack, false bottom, and pocket-trap arranged in the top section of the separating stack. The separator is additionally provided with horizontal baffle that is mounted above the separating stack, and thick-walled deflector that is made of axially aligned conical plates of different diameters arranges over the horizontal baffle, and ring hydraulic pocket. The drain pipe connects the hydraulic pocket with the bottom section of the separator.

EFFECT: enhanced efficiency.

6 cl, 4 dwg, 2 ex

Description

Изобретение предназначено для улавливания мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока и применяется в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.The invention is intended to capture fine and aerosol liquid and solid particles from a 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 rotation angle of 180 ° along the cone, with a ratio of the cone height to the inlet pipe diameter (2.3-2.5): 1 and an annular gap formed by the inner 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 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 an annular gap, the upper edge of which 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 весь поток газа 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 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 entire gas flow with the remaining fine liquid, not detained by the pocket-trap, passes into the hole of the horizontal cover and freely rushes along the outlet pipe to the outlet of the separator. The presence of the above finely divided liquid at the outlet of the separator leads to 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 весь поток газа 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 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 entire gas flow with the remaining fine liquid, not detained by the pocket-trap, passes into the hole of the horizontal cover and freely rushes along the outlet pipe to the outlet of the separator. The presence of the above finely divided liquid at the outlet of the separator leads to a reduced separation efficiency of the device.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемыми изобретениями по вариантам 1 и 2, является повышение эффективности сепарации.The technical result provided by the claimed invention according to options 1 and 2, is to increase the separation efficiency.

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 option 2 is to reduce the height and decrease the metal consumption of the separator.

Сущность изобретения по варианту 1 состоит в том, что сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор, улавливающий карман, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище, карман-ловушку, расположенную в верхней части сепарационного пакета. При этом выходной патрубок расположен вертикально, причем сепаратор дополнительно содержит горизонтальную перегородку, расположенную над сепарационным пакетом, и конусообразные направляющие конфузоры, расположенные преимущественно над горизонтальной перегородкой между сепарационным пакетом и выходным патрубком и соосно с сепарационным пакетом и выходным патрубком. При этом направляющие конфузоры расположены один над другим с частичным перекрытием и образуют в зоне перекрытия кольцевые зазоры. При этом сепаратор также содержит дренажную трубку, расположенную в улавливающем кармане и гидравлически соединяющую пространство, образованное конфузорами, верхней частью вертикального корпуса, верхним днищем и горизонтальной перегородкой с нижней частью сепаратора.The essence of the invention according to option 1 consists in that the gas vortex-type separator comprises a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, an inlet, outlet and drain pipe, a deflector, a pickup pocket, a separation bag consisting of vertical flat curved separation plates that are in the zone overlaps form slotted channels, a false bottom, a pocket-trap located in the upper part of the separation package. In this case, the outlet pipe is located vertically, and the separator further comprises a horizontal partition located above the separation package, and cone-shaped guide confusers located mainly above the horizontal partition between the separation package and the output pipe and coaxially with the separation package and the output pipe. In this case, the guide confusers are located one above the other with partial overlap and form annular gaps in the overlap zone. Moreover, the separator also contains a drainage tube located in the collecting pocket and hydraulically connecting the space formed by confusers, the upper part of the vertical housing, the upper bottom and the horizontal partition with the lower part of the separator.

Нижний конец дренажной трубки может быть снабжен гидравлическим затвором. Сепарационный пакет расположен в корпусе сепаратора со смещением в направлении от дефлектора на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора до корпуса сепаратора.The lower end of the drainage tube may be provided with a hydraulic shutter. The separation bag is located in the separator body with a shift in the direction from the deflector by a distance equal to half the average distance from the deflector to the separator body.

Сущность изобретения по варианту 2 состоит в том, что сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор, улавливающий карман, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище, карман-ловушку, расположенную в верхней части сепарационного пакета. При этом выходной патрубок расположен горизонтально, а сепаратор дополнительно содержит горизонтальную перегородку, расположенную над сепарационным пакетом, и тонкослойный отбойник, содержащий соосно расположенные над горизонтальной перегородкой конусообразные пластины разного размера, и кольцевой гидравлический карман. При этом сепаратор также содержит дренажную трубку, гидравлически соединяющую гидравлический карман с нижней частью сепаратора.The essence of the invention according to option 2 is that the gas vortex-type separator comprises a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, an inlet, outlet and drain pipe, a deflector, a pickup pocket, a separation bag consisting of vertical flat curved separation plates that are in the zone overlaps form slotted channels, a false bottom, a pocket-trap located in the upper part of the separation package. At the same time, the outlet pipe is located horizontally, and the separator additionally contains a horizontal partition located above the separation bag, and a thin-layer chipper containing cone-shaped plates of different sizes coaxially located above the horizontal partition, and an annular hydraulic pocket. At the same time, the separator also contains a drainage tube hydraulically connecting the hydraulic pocket to the bottom of the separator.

Нижний конец дренажной трубки может быть снабжен гидравлическим затвором.The lower end of the drainage tube may be provided with a hydraulic shutter.

Сепарационный пакет расположен в корпусе сепаратора со смещением в направлении от дефлектора на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора до корпуса сепаратора.The separation bag is located in the separator body with a shift in the direction from the deflector by a distance equal to half the average distance from the deflector to the separator body.

На фигуре 1 показана схема сепаратора по варианту 1, продольный разрез; на фиг.2 - схема сепаратора по варианту 1 и 2, поперечный разрез (сечение А-А фиг.1 и 4); на фиг.3 - пример выполнения нижнего конца дренажной трубки; на фиг.4 - схема сепаратора по варианту 2, продольный разрез.The figure 1 shows a diagram of the separator according to option 1, a longitudinal section; figure 2 - diagram of the separator according to option 1 and 2, a cross section (section aa of figure 1 and 4); figure 3 - an example of the lower end of the drainage tube; figure 4 - diagram of the separator according to option 2, a longitudinal section.

Сепаратор газовый вихревого типа 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 с отражательной пластиной 8, жестко закрепленную в корпусе 1 горизонтальную перегородку 9, сепарационный пакет 10, ложное днище 11 и направляющие конфузоры 12.The gas vortex type separator according to option 1 (Fig. 1, 2) contains a vertical cylindrical body 1, upper 2 and lower 3 bottoms, inlet 4, outlet 5 and drain 6 nozzles, a deflector 7 with a reflective plate 8, rigidly fixed to the horizontal case 1 the partition 9, the separation package 10, the false bottom 11 and the guide confusers 12.

Входной патрубок 4 расположен ниже горизонтальной перегородки 9 и жестко закреплен в цилиндрическом корпусе 1 сепаратора. Входной патрубок 4 расположен в корпусе 1 со смещением так, что его ось лежит в плоскости поперечного сечения корпуса 1 и не пересекает ось корпуса 1.The inlet pipe 4 is located below the horizontal partition 9 and is rigidly fixed in the cylindrical housing 1 of the separator. The inlet pipe 4 is located in the housing 1 with an offset so that its axis lies in the plane of the cross section of the housing 1 and does not intersect the axis of the housing 1.

Дефлектор 7 расположен у входного патрубка 4 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 8 образуют улавливающий карман 14. Карман 14 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 deflector 7 is located at the inlet pipe 4 and is designed to form a rotational (vortex) movement of the gas stream inside the separator. The deflector 7 also prevents the flow of gas into the axial zone of the separator without prior separation. The inner wall of the housing 1, the deflector 7 and the reflective plate 8 form a catching pocket 14. The pocket 14 is designed to divert moving fluid and mechanical impurities from the vortex stream, pressed by centrifugal force to the inner wall of the separator housing 1, and transport them to the lower storage part of the separator.

Сливной патрубок 6 расположен в нижнем днище 3 сепаратора.A drain pipe 6 is located in the lower bottom 3 of the separator.

Сепарационный пакет 10 выполнен цилиндрической формы и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 15, расположенные в его образующей поверхности и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 16. Плоские изогнутые пластины 15 жестко закреплены в верхней части к горизонтальной перегородке 9, а в нижней части - к нижнему осевому диску 17. Палец 18 жестко закреплен одним концом к диску 17. Другим концом палец 18 расположен без зазора в отверстии ложного днища 11, расположенного с зазором к вертикальному корпусу 1 и жестко закрепленного в нескольких местах по периметру к корпусу 1 с помощью Г-образных пластин 19. При этом сепарационный пакет 10 расположен в осевой зоне сепаратора так, что ось сепарационного пакета 10 параллельна оси цилиндрического корпуса 1 сепаратора и смещена относительно нее.The separation package 10 is cylindrical in shape and contains flat curved separation plates 15 located in its forming surface and forming identical and constant slotted channels 16 in the overlap zone. Flat curved plates 15 are rigidly fixed in the upper part to the horizontal partition 9 and in the lower parts to the lower axial disk 17. The finger 18 is rigidly fixed at one end to the disk 17. At the other end, the finger 18 is located without a gap in the hole of the false bottom 11 located with a gap to the vertical housing 1 and rigidly fixed in several places around the perimeter to the housing 1 using L-shaped plates 19. In this case, the separation package 10 is located in the axial zone of the separator so that the axis of the separation package 10 is parallel to the axis of the cylindrical body 1 of the separator and offset relative to it.

В верхней части корпуса 1 сепаратора расположены конусообразные направляющие конфузоры 12. Конфузоры 12 расположены соосно с сепарационным пакетом 10 и выходным патрубком 5, расположенным в верхнем днище 2. Конфузоры 12 расположены один над другим с частичным перекрытием. Нижний конфузор расположен в выходном отверстии горизонтальной пластины 9. Верхний конфузор расположен под выходным патрубком 5 и частично перекрывает его, в зоне взаимного перекрытия и перекрытия с выходным патрубком конфузоры 12 образуют кольцевые зазоры 20, расположенные навстречу движения газового потока и предназначенные для отвода пленочной жидкости с поверхности конфузоров 12 в верхнюю накопительную камеру 21 сепаратора.In the upper part of the separator body 1, cone-shaped guide confusers 12 are located. The confusers 12 are aligned with the separation bag 10 and the outlet pipe 5 located in the upper bottom 2. The confusers 12 are located one above the other with partial overlap. The lower confuser is located in the outlet of the horizontal plate 9. The upper confuser is located under the outlet 5 and partially overlaps it, in the zone of mutual overlap and overlap with the outlet, the confusers 12 form annular gaps 20 located in the direction of the gas flow and designed to drain the film fluid with the surface of the confusers 12 into the upper storage chamber 21 of the separator.

Сепаратор содержит также вертикальную дренажную трубку 22, расположенную в кармане 14. Один конец дренажной трубки 22 расположен в дренажном отверстии горизонтальной пластины 9, а другой конец расположен под ложным днищем 11.The separator also contains a vertical drainage tube 22 located in the pocket 14. One end of the drainage tube 22 is located in the drainage hole of the horizontal plate 9, and the other end is located under the false bottom 11.

В верхней части сепарационного пакета 10 между нижней наружной поверхностью нижнего конфузора 12 и внутренней поверхностью верхней части плоских изогнутых пластин 15 образован кольцевой зазор, который совместно с нижней поверхностью горизонтальной пластины 9 сформировал карман-ловушку 23.An annular gap is formed in the upper part of the separation bag 10 between the lower outer surface of the lower confuser 12 and the inner surface of the upper part of the flat curved plates 15, which, together with the lower surface of the horizontal plate 9, forms a pocket-trap 23.

Над нижним осевым диском 17 расположен верхний осевой диск 24, соединенный с ним посредством радиальных пластин 25. Пластины 25 также предназначены для исключения вращательного эффекта газового потока ниже зоны их расположения.Above the lower axial disk 17 is located the upper axial disk 24, connected to it by means of radial plates 25. The plates 25 are also designed to eliminate the rotational effect of the gas stream below the zone of their location.

Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.

Пример 1.Example 1

Ось сепарационного пакета 10 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 separation package 10 is offset relative to the axis of the separator body 1 in the direction from the deflector 7 by a distance equal to half the average distance from the deflector 7 to the separator body 1.

Концы плоских изогнутых пластин 15 направлены в разные стороны по касательной к окружностям, расположенным в поперечном сечении сепаратора, одна из которых описана вокруг сепарационного пакета 10, а другая вписана в сепарационный пакет 10.The ends of the flat curved plates 15 are directed in opposite directions tangentially to circles located in the cross section of the separator, one of which is described around the separation package 10, and the other is inscribed in the separation package 10.

Сепаратор содержит два направляющих конфузора 12.The separator contains two guides of the confuser 12.

Пример 2.Example 2

Сепаратор содержит три направляющих конфузора 12.The separator contains three guides of the confuser 12.

Нижний конец дренажной трубки 22 снабжен гидравлическим затвором 26 (фиг.3).The lower end of the drainage tube 22 is equipped with a hydraulic shutter 26 (figure 3).

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.

Заявляемый газовый сепаратор вихревого типа по варианту 1 работает следующим образом.The inventive gas vortex type separator according to option 1 operates as follows.

Газ, подлежащий очистке (сырой газ), подводят в аппарат через входной патрубок 4. Установка входного патрубка, смещенного по горизонтали относительно осевой линии корпуса 1, позволяет создать скользящий удар о дефлектор 7.The gas to be cleaned (crude gas) is fed into the apparatus through the inlet pipe 4. Installing the inlet pipe horizontally offset relative to the center line of the housing 1 allows you to create a sliding impact on the deflector 7.

Дефлектор 7 плавно изменяет направление движения газа и формирует вихревое движение газа вокруг сепарационного пакета 10.The deflector 7 smoothly changes the direction of gas movement and forms a vortex gas movement around the separation package 10.

В пространстве, образованном стенкой корпуса 1 и сепарационным пакетом 10, 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 14 и стекает по его стенкам вниз, к ложному днищу 11. Достигая плоскости ложного днища 11, жидкость и механические примеси (попавшие и не попавшие в улавливающий карман 14) проходят через кольцевой зазор 27 между корпусом 1 и ложным днищем 11 и транспортируются к сливному патрубку 6.In the space formed by the wall of the housing 1 and the separation package 10, the bulk of the liquid and mechanical impurities are released from the gas stream. Liquid droplets and a mechanical impurity are discarded by centrifugal force on the walls of the separator housing 1 and, under the influence of gravitational forces, move along this wall in a downward spiral in the direction of rotation of the gas stream. Part of the liquid and mechanical impurities falls into the catch pocket 14 and flows down its walls down to the false bottom 11. Reaching the plane of the false bottom 11, the liquid and mechanical impurities (trapped and not caught in the catch pocket 14) pass through the annular gap 27 between the housing 1 and the false bottom 11 and are transported to the drain pipe 6.

Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на стенке корпуса 1, попадает на наружную поверхность плоских изогнутых пластин 15 и транспортируется газовым потоком через щелевые каналы 16 на их внутреннюю поверхность. Опускаясь по внутренней поверхности пластин 15, частицы жидкости, приблизившись к нижним кромкам этих пластин 15, соскальзывают с них и попадают на поверхность ложного днища 11, откуда через кольцевой зазор 27 между корпусом 1 и ложным днищем 11 транспортируются к сливному патрубку 6.A finely divided droplet liquid that has not settled on the wall of the housing 1 enters the outer surface of the flat curved plates 15 and is transported by gas flow through the slotted channels 16 to their inner surface. Descending along the inner surface of the plates 15, liquid particles, approaching the lower edges of these plates 15, slide off them and fall on the surface of the false bottom 11, from where they are transported to the drain pipe 6 through the annular gap 27 between the housing 1 and the false bottom 11.

Вращаясь в направлении газового потока, неотсепарированная пленочная часть жидкости захватывается карманом-ловушкой 23 (ее наружный диаметр больше внутреннего диаметра сепарационного пакета 10) и, продолжая свое вращательное движение в направлении газового потока и будучи прижатой к горизонтальной перегородке 9, под действием центробежной силы прижимается к верхней внутренней части пластин 15. После накопления в кармане-ловушке 23 достаточного количества жидкости она под действием силы тяжести стекает вниз по пластинам 15 и далее транспортируется на ложное днище 11, а затем - к сливному патрубку 6.Rotating in the direction of the gas flow, the unseparated film part of the liquid is captured by the trap pocket 23 (its outer diameter is larger than the inner diameter of the separation bag 10) and, continuing to rotate in the direction of the gas flow and being pressed against the horizontal partition 9, is pressed against the centrifugal force the upper inner part of the plates 15. After the accumulation in the pocket-trap 23 of a sufficient amount of liquid, it flows under the influence of gravity down the plates 15 and then trans tiruetsya on the false bottom 11, and then - to a drain pipe 6.

Оставшаяся более легкая пленочная часть жидкости, не задержанная карманом-ловушкой, поступает вместе с выходным газовым потоком в область конфузоров 12. Двигаясь в направлении газового потока вверх по поверхности конфузоров 12, пленочная жидкость попадает в кольцевые зазоры 20, откуда она транспортируется в верхнюю накопительную камеру 21. Накопленная в камере 21 жидкость под действием гравитационных сил отводится через дренажную трубку 22 в нижнюю часть сепаратора, а оттуда - к сливному патрубку 6.The remaining lighter film part of the liquid, not trapped by the pocket-trap, enters, together with the outlet gas stream, into the confuser region 12. Moving in the direction of the gas stream upward along the surface of the confusers 12, the film liquid enters the annular gaps 20, from where it is transported to the upper storage chamber 21. The liquid accumulated in the chamber 21 under the influence of gravitational forces is discharged through the drain pipe 22 to the lower part of the separator, and from there to the drain pipe 6.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении по варианту 1 заявляемый технический результат: повышение эффективности сепарации достигается за счет того, что сепаратор содержит вертикальный выходной патрубок, горизонтальную перегородку, расположенную над сепарационным пакетом, и конусообразные направляющие конфузоры, расположенные преимущественно над горизонтальной перегородкой между сепарационным пакетом и выходным патрубком и соосно им. При этом направляющие конфузоры расположены один над другим с частичным перекрытием, с образованием в зоне перекрытия кольцевых зазоров. При этом сепаратор также содержит дренажную трубку, расположенную в улавливающем кармане и гидравлически соединяющую пространство, образованное конфузорами, верхней частью вертикального корпуса, верхним днищем и горизонтальной перегородкой с нижней частью сепаратора. При этом, как и в прототипе, сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной и сливной патрубки, дефлектор, улавливающий карман, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище, карман-ловушку, расположенную в верхней части сепарационного пакета.Thus, from the foregoing, it follows that in the claimed invention according to embodiment 1, the claimed technical result is that an increase in separation efficiency is achieved due to the fact that the separator contains a vertical outlet pipe, a horizontal partition located above the separation bag, and cone-shaped guide confusers located mainly above the horizontal the partition between the separation package and the outlet pipe and coaxially to them. Moreover, the guide confusers are located one above the other with partial overlap, with the formation of annular gaps in the overlap zone. Moreover, the separator also contains a drainage tube located in the collecting pocket and hydraulically connecting the space formed by confusers, the upper part of the vertical housing, the upper bottom and the horizontal partition with the lower part of the separator. In this case, as in the prototype, the separator contains a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, inlet and drain pipes, a deflector, a pickup pocket, a separation bag consisting of vertical flat curved separation plates, which form slotted channels in the overlap zone, a false bottom , a pocket trap located at the top of the separation bag.

Сепаратор газовый вихревого типа по варианту 2 (фиг.4, 2) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, верхнее 2 и нижнее 3 днища, входной 4, выходной 5 и сливной 6 патрубки, дефлектор 7 с отражательной пластиной 8, жестко закрепленную в корпусе горизонтальную перегородку 9, сепарационный пакет 10 и ложное днище 11.The gas vortex type separator according to option 2 (Fig. 4, 2) contains a vertical cylindrical body 1, upper 2 and lower 3 bottoms, inlet 4, outlet 5 and drain 6 nozzles, a deflector 7 with a reflective plate 8, a horizontal partition rigidly fixed in the housing 9, a separation bag 10 and a false bottom 11.

Сепарационный пакет 10 выполнен цилиндрической формы и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 15, расположенные в его образующей поверхности и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 16. Плоские изогнутые пластины 15 жестко закреплены в верхней части к горизонтальной пластине 9, а в нижней части - к нижнему осевому диску 17. Палец 18 жестко закреплен одним концом к диску 17. Другим концом палец 18 расположен без зазора в отверстии ложного днища 11, расположенного с зазором к вертикальному корпусу 1, и жестко закрепленного в нескольких местах по периметру к корпусу 1 с помощью Г-образных пластин 19. При этом сепарационный пакет 10 расположен в осевой зоне сепаратора так, что ось сепарационного пакета 10 параллельна оси цилиндрического корпуса 1 сепаратора и смещена относительно нее.The separation package 10 is cylindrical in shape and contains flat curved separation plates 15 located in its forming surface and forming identical and constant slotted channels 16 in the overlap zone. Flat curved plates 15 are rigidly fixed in the upper part to the horizontal plate 9 and in the lower parts to the lower axial disk 17. The finger 18 is rigidly fixed at one end to the disk 17. The other end of the finger 18 is located without a gap in the hole of the false bottom 11, located with a gap to the vertical housing 1, and rigidly fixed in several places around the perimeter to the housing 1 using the L-shaped plates 19. In this case, the separation package 10 is located in the axial zone of the separator so that the axis of the separation package 10 is parallel to the axis of the cylindrical body 1 of the separator and offset relative to it.

В верхней части корпуса 1 сепаратора расположен тонкослойный отбойник (не обозначено), содержащий соосно расположенные конусообразные пластины 28 разного размера, и кольцевой гидравлический карман 29. Пластины 28 расположены соосно с сепарационным пакетом 10 и образуют кольцевые зазоры 20.In the upper part of the separator body 1 there is a thin-layer chipper (not indicated) containing coaxially arranged cone-shaped plates 28 of different sizes and an annular hydraulic pocket 29. The plates 28 are aligned with the separation package 10 and form annular gaps 20.

Выходной патрубок 5 расположен горизонтально и жестко закреплен в цилиндрическом корпусе 1 сепаратора между горизонтальной перегородкой 9 и гидравлическим карманом 29. Сливной патрубок 6 расположен в нижнем днище 3 сепаратора.The outlet pipe 5 is located horizontally and is rigidly fixed in the cylindrical housing 1 of the separator between the horizontal partition 9 and the hydraulic pocket 29. The drain pipe 6 is located in the lower bottom 3 of the separator.

Сепаратор содержит также вертикальную дренажную трубку 22, расположенную в кармане 14 и проходящую через отверстие в горизонтальной перегородке 9. Один конец дренажной трубки 22 расположен в дренажном отверстии кольцевого гидравлического кармана 29, а другой конец расположен под ложным днищем 11.The separator also contains a vertical drainage tube 22 located in the pocket 14 and passing through the hole in the horizontal partition 9. One end of the drainage tube 22 is located in the drainage hole of the annular hydraulic pocket 29, and the other end is located under the false bottom 11.

В отверстии горизонтальной перегородки 9, расположенном соосно с сепарационным пакетом 10, размещена труба 30, жестко соединенная с горизонтальной перегородкой 9. В верхней части сепарационного пакета 10 между наружной поверхностью трубы 30 и внутренней поверхностью верхней части плоских изогнутых пластин 15 образован кольцевой зазор, который совместно с нижней поверхностью горизонтальной пластины 9 сформировал карман-ловушку 23.In the hole of the horizontal partition 9, located coaxially with the separation package 10, there is a pipe 30 rigidly connected to the horizontal partition 9. In the upper part of the separation package 10, an annular gap is formed between the outer surface of the pipe 30 and the inner surface of the upper part of the flat curved plates 15, which together with the lower surface of the horizontal plate 9 formed a pocket-trap 23.

Над нижним осевым диском 17 расположен верхний осевой диск 24, соединенный с ним посредством радиальных пластин 25. Пластины 25 также предназначены для исключения вращательного эффекта газового потока в сепараторе ниже зоны их расположения.Above the lower axial disk 17 is located the upper axial disk 24, connected to it by means of radial plates 25. The plates 25 are also designed to eliminate the rotational effect of the gas flow in the separator below the zone of their location.

Пример 1.Example 1

Пример 2.Example 2

Заявляемый сепаратор газовый вихревого типа по варианту 2 работает следующим образом.The inventive gas vortex type separator according to option 2 works as follows.

Газ, подлежащий очистке (сырой газ), подводят в аппарат через входной патрубок 4. Установка входного патрубка, смещенного по горизонтали относительно осевой линии корпуса, позволяет создать скользящий удар о дефлектор 7.The gas to be cleaned (crude gas) is fed into the apparatus through the inlet pipe 4. Installing the inlet pipe horizontally offset relative to the center line of the housing allows you to create a sliding impact on the deflector 7.

Оставшаяся более легкая пленочная часть жидкости, не задержанная карманом-ловушкой, поступает вместе с выходным газовым потоком в пространство над горизонтальной перегородкой 9, где она за счет инерционных сил при повороте выходного газового потока попадает на конусообразные пластины 28 тонкослойного отбойника. Пленочная жидкость, двигаясь вверх по поверхности конусообразных пластин 28 в области зазоров 20, транспортируется в кольцевой гидравлический карман 29. Накопленная в этом кармане 29 жидкость под действием гравитационных сил отводится через дренажную трубку 22 в нижнюю часть сепаратора, а оттуда - к сливному патрубку 6.The remaining lighter film part of the liquid, not trapped by the pocket-trap, enters with the outlet gas stream into the space above the horizontal partition 9, where it due to inertial forces when the outlet gas stream is rotated falls onto the cone-shaped plates 28 of a thin-layer chipper. The film fluid, moving up the surface of the cone-shaped plates 28 in the region of the gaps 20, is transported to the annular hydraulic pocket 29. The fluid accumulated in this pocket 29 is discharged through gravity forces through the drain pipe 22 to the lower part of the separator, and from there to the drain pipe 6.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении по варианту 2 заявляемый технический результат: повышение эффективности сепарации достигается за счет того, что сепаратор содержит горизонтальный выходной патрубок, горизонтальную перегородку, расположенную над сепарационным пакетом, и тонкослойный отбойник, содержащий соосно расположенные над горизонтальной перегородкой конусообразные пластины разного размера, и кольцевой гидравлический карман. При этом сепаратор также содержит дренажную трубку, гидравлически соединяющую гидравлический карман с нижней частью сепаратора. При этом, как и в прототипе, сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной и сливной патрубки, дефлектор, улавливающий карман, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище, карман-ловушку, расположенную в верхней части сепарационного пакета.Thus, from the foregoing, it follows that in the claimed invention according to option 2, the claimed technical result is: an increase in separation efficiency is achieved due to the fact that the separator contains a horizontal outlet pipe, a horizontal baffle located above the separation bag, and a thin-layer baffle containing coaxially located above the horizontal the partition has cone-shaped plates of different sizes, and an annular hydraulic pocket. At the same time, the separator also contains a drainage tube hydraulically connecting the hydraulic pocket to the bottom of the separator. In this case, as in the prototype, the separator contains a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, inlet and drain pipes, a deflector, a pickup pocket, a separation bag consisting of vertical flat curved separation plates, which form slotted channels in the overlap zone, a false bottom , a pocket trap located at the top of the separation bag.

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: a decrease in height and a decrease in the metal consumption of the separator is achieved due to the horizontal arrangement of the outlet pipe and the fact that the separator contains a thin-layer chipper containing cone-shaped plates of different sizes coaxially located above the horizontal partition and an annular hydraulic pocket.

Заявляемый газовый сепаратор вихревого типа может быть изготовлен на машиностроительном предприятии.The inventive gas vortex-type 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, IPC 6 B01D 45/12, 1999.

2. Патент РФ на изобретение №2188062, МПК 7 B01D 45/12, 2002.2. RF patent for the invention No. 2188062, IPC 7 B01D 45/12, 2002.

3. Патент РФ на изобретение №2221625, МПК 7 B01D 45/12, 2004.3. RF patent for the invention No. 2221625, IPC 7 B01D 45/12, 2004.

4. Патент РФ на изобретение №2244584, МПК 7 B01D 45/12, 2005.4. RF patent for the invention No. 2244584, IPC 7 B01D 45/12, 2005.

Claims

1. A gas vortex type separator comprising a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, an inlet, outlet and drain pipe, a deflector with a reflective plate, forming a catch pocket with an internal wall of the body, a separation bag consisting of vertical flat curved separation plates, which are the overlap zone is formed by slotted channels, a false bottom, a pocket-trap located in the upper part of the separation package, characterized in that the outlet pipe is located vertically, and sep the radiator further comprises a horizontal partition located above the separation package, and cone-shaped guide confusers located mainly above the horizontal partition between the separation package and the outlet pipe and coaxially with the separation package and the output pipe, while the guide confusers are located one above the other with partial overlap and form annular gaps, the separator also contains a drainage tube located in the catching pocket and hydraulic Eski connecting space formed converging tube, the upper part of the vertical body, an upper horizontal wall and a bottom with the lower part of the separator.

2. The gas vortex type separator according to claim 1, characterized in that the lower end of the drainage tube is equipped with a hydraulic shutter.

3. The gas vortex type separator according to claim 1, characterized in that the separation package is located in the separator housing with an offset in the direction from the deflector by a distance equal to half the average distance from the deflector to the separator body.

4. A gas vortex type separator comprising a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, an inlet, outlet and drain pipe, a deflector with a reflective plate, forming a catch pocket with an internal wall of the body, a separation bag consisting of vertical flat curved separation plates, which are the overlap zone is formed by slotted channels, a false bottom, a pocket-trap located in the upper part of the separation bag, characterized in that the outlet pipe is horizontal, and the parator further comprises a horizontal baffle located above the separation bag, and a thin layer bump containing cone-shaped plates of different sizes coaxially above the horizontal baffle, and an annular hydraulic pocket, the separator also comprising a drainage tube that hydraulically connects the hydraulic pocket to the bottom of the separator.

5. The gas vortex type separator according to claim 4, characterized in that the lower end of the drainage tube is equipped with a hydraulic shutter.

6. The gas vortex type separator according to claim 4, characterized in that the separation package is located in the separator body with a shift in the direction from the deflector by a distance equal to half the average distance from the deflector to the separator body.