RU2330710C2 - Cyclone separator - Google Patents

Cyclone separator Download PDF

Info

Publication number
RU2330710C2
RU2330710C2 RU2006116150/15A RU2006116150A RU2330710C2 RU 2330710 C2 RU2330710 C2 RU 2330710C2 RU 2006116150/15 A RU2006116150/15 A RU 2006116150/15A RU 2006116150 A RU2006116150 A RU 2006116150A RU 2330710 C2 RU2330710 C2 RU 2330710C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bottoms
center
cyclone separator
tangential
separator according
Prior art date
Application number
RU2006116150/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006116150A (en
Original Assignee
Баркар Леонид Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Баркар Леонид Иванович filed Critical Баркар Леонид Иванович
Priority to RU2006116150/15A priority Critical patent/RU2330710C2/en
Publication of RU2006116150A publication Critical patent/RU2006116150A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2330710C2 publication Critical patent/RU2330710C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Cyclones (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: separator includes a cylinder casing, a top and bottom covers, an intake and a slime or drain nozzles, inner cylinders arranged concentric with the casing and furnished with tangential slots directed from the periphery towards the center tangential to the vertical cylinder horizontal generatrix, the slot inlets facing the incoming flow. Tangential slots represent a slotted-elongated profile / perform-profile / or they are formed by vertical plates located along the vertical cylinder circumference, thus forming nozzle channels narrowing from the periphery to the centre /"squirrel cage"/. The bottoms can be made to parabola with left and right branches rising to the center for the upper bottom and descending to the center for the upper bottom.
EFFECT: higher efficiency removal of fine fractions, separation of light fraction from the discharge flow.
8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение предназначено для удаления мелкодисперсных жидких и твердых частиц из газового или жидкого потока в поле центробежных сил и применяется в цементной, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.The invention is intended to remove finely divided liquid and solid particles from a gas or liquid stream in the field of centrifugal forces and is used in cement, oil, gas, chemical and other industries.

Жидкостный или газопылежидкостный поток, поступающий в вертикальный цилиндрический аппарат через боковой тангенциальный впускной насадок, прижимается под действием центробежной силы к стенке корпуса, движется, вращаясь, по спирали вниз аппарата, где отсепарированный шлам стекает по конусу и удаляется через шламовый насадок, а очищенный поток переходит в осевую трубу и удаляется сверху через сливную насадку /Е.А.Штокман. "Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности". М.: "Пищевая промышленность", 1977, с.46/. Циклоны обеспечивают грубую и среднюю очистку, доля улавливания тонкодисперсных частиц невелика.The liquid or gas-liquid-liquid flow entering the vertical cylindrical apparatus through the lateral tangential inlet nozzles is pressed under the action of centrifugal force against the wall of the casing, moves in a spiral downward motion of the apparatus, where the separated sludge flows down the cone and is removed through the slurry nozzle, and the cleaned flow passes into the axial pipe and is removed from above through the drain nozzle / E.A. Shtokman. "Purification of air from dust in the food industry." M .: "Food Industry", 1977, p.46 /. Cyclones provide coarse and medium cleaning, the fraction of capture of fine particles is small.

Из основной формулы, характеризующей работу циклона,From the basic formula characterizing the operation of a cyclone,

Figure 00000002
следует, что при прочих равных условиях в циклоне с малым диаметром степень очистки выше, чем в циклоне большого диаметра.
Figure 00000002
it follows that, ceteris paribus, in a cyclone with a small diameter, the degree of purification is higher than in a cyclone with a large diameter.

- Pц - центробежная сила.- P C - centrifugal force.

- m - масса частицы,- m is the mass of the particle,

- Vц - скорость частицы,- V C - particle velocity,

- R - радиус циклона.- R is the radius of the cyclone.

Поэтому стремятся при значительных объемах очищаемого потока применять групповую установку циклонов малого диаметра, или так называемые мультициклоны. Однако на практике это улучшение характеристик не столь очевидно из-за увеличения проскока и забивки маленьких циклонов. В итоге мультициклон не намного лучше большого циклона, хотя изготовление мультициклона стоит намного дороже /В.Страус. "Промышленная очистка газов". М.: "Химия", 1981, стр.292/.Therefore, they strive to use a group installation of small-diameter cyclones, or the so-called multicyclones, with significant volumes of the stream being cleaned. However, in practice, this improvement in performance is not so obvious due to the increase in breakthrough and clogging of small cyclones. As a result, a multicyclone is not much better than a large cyclone, although the manufacture of a multicyclone is much more expensive / B. Strauss. "Industrial gas cleaning." M .: "Chemistry", 1981, p. 292 /.

Следует также отметить, что в циклоне обычной конструкции не полностью используется энергия центробежного поля. В результате сепарирующая способность стандартных циклонов не достигает теоретических пределов. КПД этих циклонов не превышает 10%. Причина низкого КПД - несовершенство гидродинамического режима и высокая турбулентность /И.В.Скирдов, В.Г.Пономарев. «Очистка сточных вод в гидроциклонах». М.: «Стройиздат», 1975, стр.29/. Полезный объем аппарата можно увеличить, а КПД повысить до 25%, если в циклон установить внутренний цилиндр, который улучшает гидродинамику и снижает турбулентность /Авторское свидетельство СССР №184187 «Бюллетень изобретений», 1966, №15/. Эта конструкция взята за прототип.It should also be noted that the centrifugal field energy is not fully used in a cyclone of a conventional design. As a result, the separation capacity of standard cyclones does not reach theoretical limits. The efficiency of these cyclones does not exceed 10%. The reason for the low efficiency is the imperfection of the hydrodynamic regime and high turbulence / I.V. Skirdov, V.G. Ponomarev. "Wastewater treatment in hydrocyclones." M .: "Stroyizdat", 1975, p. 29 /. The useful volume of the apparatus can be increased, and the efficiency can be increased up to 25% if an internal cylinder is installed in the cyclone, which improves hydrodynamics and reduces turbulence / USSR Copyright Certificate No. 184187 Bulletin of Inventions, 1966, No. 15 /. This design is taken as a prototype.

Задачей настоящего изобретения является повышение КПД объема и эффективности удаления тонкодисперсных фракций, а также улавливание масляных компонентов для циклонов и сепараторов как малой, так и высокой производительности.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the volume and efficiency of the removal of fine fractions, as well as the capture of oil components for cyclones and separators of both small and high performance.

Задача достигается тем, что в сепараторе циклонном, включающем цилиндрический корпус с внутренним вертикальным цилиндром, верхнее и нижнее днища, впускную, шламовую и сливную насадки, внутренние цилиндры, размещенные концентрично корпусу, имеются тангенциальные прорези, направленные от периферии к центру по касательной к внутренним диаметрам вертикальных цилиндров, причем входы прорезей устремлены навстречу входному потоку.The problem is achieved in that in the cyclone separator, including a cylindrical body with an internal vertical cylinder, upper and lower bottoms, inlet, slurry and drain nozzles, inner cylinders placed concentrically to the body, there are tangential slots directed from the periphery to the center tangentially to the inner diameters vertical cylinders, and the inputs of the slots are directed towards the input stream.

Тангенциальные прорези могут быть выполнены в виде просечно-вытяжного профиля /перформ-профиль/. Тангенциальные прорези могут быть также образованы вертикальными пластинами, размещенными по окружности вертикальных цилиндров с формированием сопловых каналов, сужающихся от периферии к центру.Tangential slots can be made in the form of expanded metal profile / performance profile /. Tangential slots can also be formed by vertical plates placed around the circumference of vertical cylinders with the formation of nozzle channels, tapering from the periphery to the center.

Нижнее днище выполнено по параболе с левой и правой нисходящими к центру ветвями с началом координат в нижних углах сечения внутреннего цилиндра, причем концентричные цилиндры простираются по высоте от верхнего до нижнего днища, а форма параболы определяется уравнением Y2=2РХ, где Y - высота канала, Х - расстояние от начала координат до сечения, а Р - расстояние между фокусом и директрисой. Верхнее и нижнее днища могут быть также выполнены по параболе с левыми и правыми ветвями, восходящими к центру для верхнего днища и нисходящими к центру для нижнего днища, с началами координат в верхних и нижних углах сечения внутреннего цилиндра минимального диаметра.The lower bottom is made in a parabola with the left and right branches descending to the center with the origin at the lower corners of the inner cylinder section, the concentric cylinders extending in height from the upper to the lower bottom, and the shape of the parabola is determined by the equation Y 2 = 2РХ, where Y is the height of the channel , X is the distance from the origin to the section, and P is the distance between the focus and the director. The upper and lower bottoms can also be made in a parabola with left and right branches ascending to the center for the upper bottom and descending to the center for the lower bottom, with the origin in the upper and lower corners of the cross section of the inner cylinder of minimum diameter.

Верхнее и нижнее днища могут быть снабжены дополнительными сферическими охватывающими днищами. Внизу сливной насадки на стыке параболического и сферического днищ в зоне кольцевой щели между днищами установлен конический отбойник с открытым меньшим основанием внизу, перекрывающий щель, причем в полости, образованной днищами, установлен штуцер выхода легкой фракции. Впускная насадка снабжена двумя зеркально-противоположными треугольными вставками, образующими тангенциальный сопловой канал, сужающийся на входе в корпус.The upper and lower bottoms may be provided with additional spherical female bottoms. At the bottom of the drain nozzle at the junction of the parabolic and spherical bottoms in the area of the annular gap between the bottoms there is a conical chipper with an open smaller base at the bottom, overlapping the gap, and a light outlet outlet fitting is installed in the cavity formed by the bottoms. The inlet nozzle is equipped with two mirror-opposite triangular inserts, forming a tangential nozzle channel, tapering at the entrance to the housing.

На фиг.1 представлен сепаратор циклонный при работе в режиме циклона, т.е. при низком давлении, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1 с тангенциальной впускной насадкой. На фиг.3 - сепаратор циклонный при работе в режиме сепаратора с дополнительными днищами и «нормальной» впускной насадкой при высоком давлении.Figure 1 shows the cyclone separator when operating in cyclone mode, i.e. at low pressure, figure 2 is a section aa of figure 1 with a tangential inlet nozzle. Figure 3 - cyclone separator when operating in the separator mode with additional bottoms and a "normal" inlet nozzle at high pressure.

На фиг.4 вариант циклона или сепаратора с выделением из сливного потока более легкой, например масляной, фракции.Figure 4 is a variant of a cyclone or separator with the release of lighter, for example, oil, fractions from the drain stream.

На фиг.5 - сечение А-А фиг.3 и 4.Figure 5 is a section aa of figure 3 and 4.

На фиг.6 - вид по стрелке Б фиг.5 - преобразование «нормального» входа впускного потока в тангенциальный.In Fig.6 is a view along arrow B of Fig.5 - the conversion of the "normal" inlet flow inlet to tangential.

Сепаратор циклонный по фиг.1 и 2 включает цилиндрический корпус 1 с внутренними вертикальными цилиндрами 2, 3, 4, 5 с тангенциальными прорезями 6, направленными от периферии к центру по касательной к внутренним диаметрам вертикальных цилиндров, верхнее 7 и нижнее 8 днища, тангенциальная впускная 9, шламовая 10 и сливная 11 насадки. Входы прорезей 6 фиг.2 устремлены навстречу входному потоку 9. На участке впускной насадки 9 вертикальные цилиндры 36 фиг.2 выполнены без тангенциальных прорезей или входы тангенциальных прорезей 34, 35 фиг.2 и 1 размещены вдоль входного потока 9 и направлены от центра к периферии - поз.34. Нижнее днище выполнено по параболе с левой 8 и правой 12 нисходящими к центру ветвями с началом координат в нижних углах С и D сечения внутреннего цилиндра минимального диаметра поз.5, причем концентрические цилиндры 2, 3, 4, 5 закреплены на верхнем днище 7 на фланцевом разъеме 13 и простираются от верхнего 7 до нижнего поз.8, 12 днищ. По оси аппарата установлена уравнительная трубка 14, закрепленная в нижней 15 и верхней 16 втулках, снабженных радиальными ребрами.The cyclone separator of FIGS. 1 and 2 includes a cylindrical body 1 with inner vertical cylinders 2, 3, 4, 5 with tangential slots 6 directed from the periphery to the center tangentially to the inner diameters of the vertical cylinders, upper 7 and lower 8 bottoms, tangential inlet 9, slurry 10 and drain 11 nozzles. The inputs of the slots 6 of FIG. 2 are directed towards the input stream 9. At the site of the inlet nozzle 9, the vertical cylinders 36 of FIG. 2 are made without tangential slots or the inputs of the tangential slots 34, 35 of FIGS. 2 and 1 are placed along the input stream 9 and are directed from the center to the periphery - pos. 34. The lower bottom is made in a parabola with the left 8 and right 12 branches descending to the center with the origin at the lower corners C and D of the cross section of the inner cylinder of minimum diameter, pos. 5, with concentric cylinders 2, 3, 4, 5 mounted on the upper bottom 7 on the flange connector 13 and extend from the upper 7 to the lower pos.8, 12 bottoms. Along the axis of the apparatus, a leveling tube 14 is installed, fixed in the lower 15 and upper 16 bushings, equipped with radial ribs.

При работе в режиме сепаратора высокого давления, см. фиг.3, 5, 6, аппарат снабжен дополнительными сферическими охватывающими днищами 17 и 18, а впускной насадок 9 выполнен по нормали к корпусу 1 - фиг.5, 6 и снабжен двумя зеркально-противоположными треугольными вставками 20 и 21, образующими тангенциальный сопловый канал 22, сужающийся на входе в корпус 23.When operating in high pressure separator mode, see Figs. 3, 5, 6, the apparatus is equipped with additional spherical female bottoms 17 and 18, and the inlet nozzles 9 are made normal to the housing 1 - Figs. 5, 6 and are equipped with two mirror-opposite triangular inserts 20 and 21, forming a tangential nozzle channel 22, tapering at the entrance to the housing 23.

При необходимости выделения из сливного потока более легкой, например масляной, фракции, см. фиг.4, 5, 6, по параболе выполнено не только нижнее, но и верхнее днище, причем для верхнего днища левая 24 и правая 25 ветви параболы выходят к центру днища, а ветви 26 и 27 нисходят к центру нижнего днища. Начала координат ветвей парабол расположены в нижних С и D и верхних Е, F углах сечения внутреннего цилиндра минимального сечения 5. Внизу сливной насадки 11 на стыке параболических 24 и 25 и сферического 17 днищ в зоне кольцевой щели поз.23 между днищами установлен конический отбойник 29 с открытым меньшим основанием внизу, перекрывающий щель, причем в полости, образованной днищами, установлен штуцер 30 выхода легкой фракции.If it is necessary to isolate a lighter fraction, for example, oil, from the drain stream, see FIGS. 4, 5, 6, not only the lower but also the upper bottoms are made along the parabola, with the left 24 and right 25 branches of the parabola facing the center for the upper bottom bottoms, and branches 26 and 27 descend to the center of the lower bottom. The origin of the parabolic branches are located in the lower C and D and upper E, F corners of the inner cylinder of the minimum section 5. At the bottom of the drain nozzle 11 at the junction of the parabolic 24 and 25 and the spherical 17 bottoms in the annular gap zone of pos.23, a conical bump 29 is installed between the bottoms with an open smaller base at the bottom, overlapping the gap, and in the cavity formed by the bottoms, the outlet fitting 30 of the light fraction is installed.

Вертикальные концентричные цилиндры 2, 3, 4, 5, закреплены на верхнем параболическом днище 24, 25, совмещенном с фланцевым разъемом 31.Vertical concentric cylinders 2, 3, 4, 5 are mounted on the upper parabolic bottom 24, 25, combined with the flange connector 31.

Тангенциальные прорези 6 могут быть выполнены в виде просечно-вытяжного профиля /перформ-профиль/. Тангенциальные прорези могут быть также образованы вертикальными пластинами 32, размещенными по окружности вертикальных цилиндров 2, 3, 4, 5 с формированием сопловых каналов 32, сужающихся от периферии к центру /"беличье" колесо/ фиг.1 и 2. Сепаратор циклонный работает следующим образом.Tangential slots 6 can be made in the form of expanded metal profile / perform profile /. The tangential slots can also be formed by vertical plates 32, placed around the circumference of the vertical cylinders 2, 3, 4, 5 with the formation of nozzle channels 32, tapering from the periphery to the center / "squirrel" wheel / 1 and 2. The cyclone separator operates as follows .

Жидкостный или газопылежидикостный поток вводится в аппарат через тангенциальный впускной насадок 9 - фиг.1 и 2 - вариант низкого давления, закручивается и движется, вращаясь в кольцевых полостях, образованных корпусом 1 и вертикальными перфорированными цилиндрами, поз.2, 3, 4, 5, перемещаясь последовательно от наружной к внутренней полости. Вращение происходит за счет наличия касательной составляющей тангенциальных прорезей 6, а переведение - за счет наличия осевой составляющей. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении, поток прижимается к стенке корпуса 1 и к стенкам цилиндров 2, 3, 4, 5, разделяется на легкие и тяжелые фракции, причем отсепарировнный шлам удаляется через шламовый насадок 10, а очищенный поток удаляется сверху через сливную насадку 11. Залогом высокой эффективности сепарации является высокая центробежная сила Рц, которая, как отмечено в описании, имеет максимальное значение в циклонах малого диаметра и минимальное - для больших аппаратов.A liquid or gas-liquid-liquid flow is introduced into the apparatus through the tangential inlet nozzles 9 - Figs. 1 and 2 - a low pressure version, swirls and moves, rotating in the annular cavities formed by the housing 1 and the vertical perforated cylinders, pos. 2, 3, 4, 5, moving sequentially from the outer to the inner cavity. The rotation occurs due to the presence of the tangent component of the tangential slots 6, and the translation due to the presence of the axial component. Under the action of centrifugal force arising during rotation, the flow is pressed against the wall of the housing 1 and to the walls of the cylinders 2, 3, 4, 5, is divided into light and heavy fractions, and the separated sludge is removed through the slurry nozzle 10, and the cleaned stream is removed from above through the drain nozzle 11. The key to high separation efficiency is the high centrifugal force R c , which, as noted in the description, has a maximum value in small diameter cyclones and a minimum value for large devices.

Кроме того, пустотелый аппарат большого диаметра только с одной "разделяющей" корпусной стенкой, к которой прижимается вращающийся поток, имеет, как отмечено, низкий КПД использования объема, не превышающий 10%.In addition, a large-diameter hollow apparatus with only one “separating” body wall, to which a rotating flow is pressed, has, as noted, a low volume utilization efficiency not exceeding 10%.

Предлагается более конструктивно использовать другой параметр в уравнении центробежной силы - скорость в квадрате, который более значим, чем радиус в первой степени. Например, если численное значение и радиуса, и скорости одинаковы R=V=10, то скорость в квадрате составит V2=100, т.е. в десять больше чем значение R=10.It is proposed to use in a more constructive way another parameter in the centrifugal force equation - the speed squared, which is more significant than the radius in the first degree. For example, if the numerical value of both the radius and the velocity is the same R = V = 10, then the velocity squared will be V 2 = 100, i.e. ten more than the value of R = 10.

Как известно, значение расхода потока равно: Q=V·F,As you know, the value of the flow rate is equal to: Q = V · F,

где V - скорость, a F - площадь канала, по которому движется поток.where V is the velocity, and F is the area of the channel along which the stream moves.

Если объем аппарата разделить перегородками на каналы, т.е. резко уменьшить сечение, по которому раньше вращался поток, то при постоянной величине потока скорость существенно вырастет. Для стабилизации потока и исключения вредной турбулентности расчет сечения каналов был выполнен из условия постоянства центробежной силы во всех сечениях аппарата, а в качестве базовой центробежной силы принято ее максимальное значение Рц=мах, достигаемое у перегородки минимального диаметра - поз.5 фиг.1 и 2.If the volume of the apparatus is divided by partitions into channels, i.e. sharply reduce the cross-section along which the flow used to rotate, then at a constant value of the flow the speed will increase significantly. To stabilize the flow and eliminate harmful turbulence, the channel cross-section was calculated on the condition that the centrifugal force is constant in all sections of the apparatus, and its maximum value P c = max, which is achieved at the minimum diameter partition, pos. 5 of Fig. 1, is taken as the base centrifugal force 2.

Величина потока Q во всех сечениях была постоянной Q=const.The flux Q in all sections was constant Q = const.

За счет тангенциальных прорезей (поз.6) поток, вращаясь плавно, перетекал из наружных во внутренние каналы. Учитывая уменьшающийся радиус каналов R при переходе от наружных к внутренним каналам, высота сечений плавно увеличивалась. Выявился параболический закон изменения высоты сечений / ширина принята постоянной/:Due to the tangential slots (pos. 6), the flow, rotating smoothly, flowed from the external to the internal channels. Given the decreasing radius of the channels R during the transition from external to internal channels, the height of the sections gradually increased. The parabolic law of changes in the height of the cross sections was revealed / the width was assumed constant /:

У2=2РХ, где:Y 2 = 2PX, where:

- У - высота канала,- U - channel height,

- Х - расстояние от начала координат до сечения,- X is the distance from the origin to the section,

- Р - параметр, равный расстоянию между фокусом и директрисой параболы /Е.А.Скороходов. "Общетехнический справочник". М.: "Машиностроение", 1990, стр.43/.- P is a parameter equal to the distance between the focus and the director of the parabola / E.A. Skorokhodov. "Technical reference book". M .: " Engineering", 1990, p. 43 /.

Возможны два варианта конструктивной реализации уравнения параболы:Two options for the constructive implementation of the parabola equation are possible:

- все приращение высоты сечения каналов сосредоточено внизу аппарата - фиг.1, 2, 3,- the entire increment of the height of the cross-section of the channels is concentrated at the bottom of the apparatus - figure 1, 2, 3,

- приращение высоты распределено на верх и низ аппарата равномерно - фиг.4. Разновидностью этого варианта является неравномерное приращение высоты между верхом и низом, что также может быть рабочим вариантом в зависимости от требований технологии.- the increment of the height is distributed on the top and bottom of the apparatus evenly - figure 4. A variation of this option is the uneven increase in height between the top and bottom, which can also be a working option, depending on the requirements of the technology.

За начало координат параболы приняты точки в нижних и верхних углах сечения внутреннего цилиндра минимального диаметра:The points in the lower and upper corners of the cross section of the inner cylinder of the minimum diameter are taken as the origin of the parabola coordinates:

С и D - фиг.1, 2, 3, C, D, Е, Р - фиг.4.C and D - figure 1, 2, 3, C, D, E, P - figure 4.

С появлением вертикальных концентричных перфорированных цилиндров резко увеличилась сепарирующая поверхность, причем величина центробежной силы в каналах большого диаметра столь же высока, как и в канале минимального диаметра. Таким образом увеличился процент улавливания тонких фракций и КПД использования объема аппарата. Применение сит с просечно-вытяжным профилем /перформ-профиль/ резко упростило задачу изготовления тангенциальных вырезов - подобные сита освоены промышленностью.With the advent of vertical concentric perforated cylinders, the separating surface sharply increased, and the magnitude of the centrifugal force in the channels of large diameter is as high as in the channel of minimum diameter. Thus, the percentage of capture of fine fractions and the efficiency of using the volume of the apparatus increased. The use of sieves with expanded metal profile / performance profile / dramatically simplified the task of manufacturing tangential cuts - such sieves are mastered by industry.

Вариант с образованием тангенциальных прорезей при помощи вертикальных пластин 32 предпочтительней для твердой фазы, способной "забить" перформ-сетку, а также для абразивного материала, способного быстро "стереть" сетку.The variant with the formation of tangential slits with the help of vertical plates 32 is preferable for a solid phase that can "clog" the performance mesh, as well as for abrasive material that can quickly "erase" the mesh.

Вариант с "крутой" нижней параболой более пригоден для циклонов с труднотекучей шламовой фракцией - фиг.1, 2, 3, причем аппарат по фиг.3 предусматривает работу при высоком давлении, например, для газовых сепараторов.The option with a "steep" lower parabola is more suitable for cyclones with a difficult-flowing slurry fraction - Figs. 1, 2, 3, and the apparatus of Fig. 3 provides for high-pressure operation, for example, for gas separators.

Вариант с приращением высоты, распределенной на верх и низ аппарата - фиг.4, может быть полезен при необходимости выделения из сливного потока более легкой, например масляной, фракции: приращение высоты вверху в зоне легких фракций по сравнению с плоским днищем по фиг.3 позволяет увеличить объем "масляной" фракции, четче выделить "масло" из общего сливного потока. В сепараторе по фиг.3 идет тонкое фракционное разделение по высоте тяжелой и более тяжелой шламовой фракции, а по фиг.4 - легкой и более легкой сливной фракции. На фиг.3 разделенные фракции смешиваются в общем сливном потоке, а на фиг.4 ловушка, образованная отбойником 29, параболическим днищем 24, 25 и щелью 28 позволяет выделить "масляную" фракцию из общего сливного потока, собрать "масло" в специальной полости днищ 24, 25, 17 и удалить его через штуцер 30.The variant with increment of height distributed on the top and bottom of the apparatus - Fig. 4, can be useful if it is necessary to isolate a lighter, for example, oil, fraction from the drain stream: the increment in height at the top in the zone of light fractions in comparison with the flat bottom in Fig. 3 allows increase the volume of the "oil" fraction, more clearly distinguish the "oil" from the total discharge stream. In the separator of figure 3 there is a thin fractional separation along the height of the heavy and heavier sludge fraction, and in figure 4 - light and lighter discharge fraction. In Fig. 3, the separated fractions are mixed in a common drain flow, and in Fig. 4, a trap formed by a chipper 29, a parabolic bottom 24, 25 and a slit 28 makes it possible to separate the "oil" fraction from the general drain flow, to collect the "oil" in a special cavity of the bottoms 24, 25, 17 and remove it through the fitting 30.

При большом диаметре впускной насадки 9 и относительно малой ширине канала между корпусом 1 и вертикальной обечайкой 5 входной поток может через устремленные ему навстречу входы прорезей 6 попасть в следующий канал между обечайками 2 и 3 без раскрутки в прикорпусном канале. Чтобы исключить этот недостаток, вертикальный цилиндр 2 на участке впускной насадки 9 выполнен без тангенциальных прорезей - поз.36. Однако сепарационный эффект будет выше, а поверхность сепарации больше, если на участке впускной насадки 9 входы тангенциальных прорезей 34, 35 размерены вдоль входного потока и направлены от центра к периферии - фиг.2.With a large diameter of the inlet nozzle 9 and a relatively small width of the channel between the housing 1 and the vertical shell 5, the input stream can enter the next channel between the shells 2 and 3 without any unwinding in the casing channel through the inputs of the slots 6 directed towards it. To eliminate this drawback, the vertical cylinder 2 in the area of the inlet nozzle 9 is made without tangential slots - pos.36. However, the separation effect will be higher, and the separation surface will be larger if the entrances of the tangential slots 34, 35 are dimensioned along the inlet stream and directed from the center to the periphery in the inlet nozzle portion 9 — FIG. 2.

Поток на входном участке наберет максимальную скорость, а на участке "встречных" прорезей 6 начнет перетекать во внутренние каналы, обеспечивая высокий КПД объема аппарата.The flow in the inlet section will pick up maximum speed, and in the section of the “oncoming” slots 6 it will begin to flow into the internal channels, providing a high efficiency of the apparatus volume.

Для сепараторов высокого давления фиг.3, 4 не рекомендовано применение тангенциальных штуцеров типа фиг.2 из-за ослабления сечения. Однако высокая потеря напора и искажение газового потока при установке дефлекторов заставляет искать способы преобразования "нормального" штуцера в тангенциальный. Такое преобразование предпринято в патенте №2136350 RU C1, фиг.2: в "нормальный" штуцер введены вертикальные пластины и дефлектор. Пластины вдвое увеличивают длину штуцера, а дефлектор наполовину перекрывает кольцевое сечение корпуса сепаратора, что турбулизирует поток, увеличивает потерю напора и снижает эффективность сепарации.For high pressure separators figure 3, 4 is not recommended the use of tangential fittings such as figure 2 due to the weakening of the cross section. However, the high pressure loss and distortion of the gas flow during the installation of deflectors makes us look for ways to convert the “normal” fitting to the tangential one. Such a conversion was undertaken in patent No. 2136350 RU C1, FIG. 2: vertical plates and a deflector were introduced into the “normal” fitting. The plates double the length of the nozzle, and the deflector half overlaps the annular section of the separator body, which turbulizes the flow, increases the pressure loss and reduces the separation efficiency.

В предлагаемом по фиг.5 и 6 решении впускной насадок 9 выполнен по нормали к корпусу 1 и снабжен двумя зеркально-противоположными вставками треугольного профиля 20 и 21, образующими тангенциальный сопловый канал 22, сужающийся на входе в корпус 23.In the solution proposed in FIGS. 5 and 6, the intake nozzles 9 are made normal to the housing 1 and are equipped with two mirror-opposite inserts of a triangular profile 20 and 21, forming a tangential nozzle channel 22, tapering at the entrance to the housing 23.

Дефлектор отсутствует. Вставки 20 и 21 вписываются в длину обычного штуцера. Исполнение входа в виде сужающегося сопла способствует исключению дефлектора, так как поток становится строго тангенциальным, а не "размазанным" по спиралям.Deflector missing. The inserts 20 and 21 fit into the length of a conventional fitting. The execution of the entrance in the form of a tapering nozzle contributes to the exclusion of the deflector, since the flow becomes strictly tangential, and not "smeared" in spirals.

Внедрение предлагаемого сепаратора циклонного позволяет:The implementation of the proposed cyclone separator allows you to:

- повысить КПД объема аппарата,- increase the efficiency of the volume of the apparatus,

- повысить эффективность удаления тонкодисперсных фракций,- to increase the efficiency of removal of fine fractions,

- выделить из сливного потока легкую, например масляную, фракцию,- select from the drain stream a light, for example oil, fraction,

- работать в условиях как низких, так и высоких давлений,- work in conditions of both low and high pressures,

- решить проблему эффективной работы крупномасштабных аппаратов высокой производительности,- solve the problem of efficient operation of large-scale high-performance devices,

- обеспечить возможность серийного изготовления аппаратов.- to provide the possibility of serial production of devices.

Claims (8)

1. Сепаратор циклонный, включающий цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, впускную, шламовую и сливную насадки, отличающийся тем, что внутренние цилиндры, размещенные концентрично корпусу, снабжены тангенциальными прорезями, направленными от периферии к центру по касательной к горизонтальной образующей вертикальных цилиндров, причем входы прорезей устремлены навстречу входному потоку.1. The cyclone separator, comprising a cylindrical body, upper and lower bottoms, inlet, sludge and drain nozzles, characterized in that the inner cylinders placed concentrically to the body are provided with tangential slots directed from the periphery to the center tangentially to the horizontal generatrix of the vertical cylinders, the inputs of the slots are directed towards the input stream. 2. Сепаратор циклонный по п.1, отличающийся тем, что тангенциальные прорези выполнены в виде просечно-вытяжного профиля (перформ-профиль).2. The cyclone separator according to claim 1, characterized in that the tangential slots are made in the form of an expanded metal profile (performance profile). 3. Сепаратор циклонный по п.1, отличающийся тем, что тангенциальные прорези образованы вертикальными пластинами, размещенными по окружности вертикальных цилиндров с формированием сопловых каналов, сужающихся от периферии к центру ("беличье" колесо).3. The cyclone separator according to claim 1, characterized in that the tangential slots are formed by vertical plates placed around the circumference of the vertical cylinders with the formation of nozzle channels, tapering from the periphery to the center ("squirrel" wheel). 4. Сепаратор циклонный по п.1, отличающийся тем, что нижнее днище выполнено по параболе с левой и правой нисходящими к центру ветвями с началом координат в нижних углах сечения внутреннего цилиндра минимального диаметра, причем концентричные цилиндры по высоте простираются от верхнего до нижнего днища.4. The cyclone separator according to claim 1, characterized in that the lower bottom is made in a parabola with left and right branches descending to the center with the origin at the lower corners of the cross section of the inner cylinder of minimum diameter, with the concentric cylinders extending in height from the upper to the lower bottom. 5. Сепаратор циклонный по п.1, отличающийся тем, что верхнее и нижнее днища выполнены по параболе с левыми и правыми ветвями: восходящими к центру для верхнего днища и нисходящими к центру для нижнего днища с началом координат в верхних и нижних углах сечения внутреннего цилиндра минимального диаметра.5. The cyclone separator according to claim 1, characterized in that the upper and lower bottoms are made in a parabola with left and right branches: ascending to the center for the upper bottom and descending to the center for the lower bottom with the origin at the upper and lower corners of the cross section of the inner cylinder minimum diameter. 6. Сепаратор циклонный по любому из пп.1, 4, 5, отличающийся тем, что верхнее и нижнее днища снабжены дополнительными сферическими охватывающими днищами.6. The cyclone separator according to any one of claims 1, 4, 5, characterized in that the upper and lower bottoms are provided with additional spherical female bottoms. 7. Сепаратор циклонный по п.6, отличающийся тем, что внизу сливной насадки на стыке параболического и сферического днищ в зоне кольцевой щели между днищами установлен конический отбойник с открытым меньшим основанием внизу, перекрывающий щель, причем в полости, образованной днищами, установлен штуцер выхода легкой фракции.7. The cyclone separator according to claim 6, characterized in that at the bottom of the drain nozzle at the junction of the parabolic and spherical bottoms in the area of the annular gap between the bottoms there is a conical chipper with an open smaller base at the bottom, covering the gap, and an outlet fitting is installed in the cavity formed by the bottoms light fraction. 8. Сепаратор циклонный по п.1, отличающийся тем, что впускная насадка снабжена двумя зеркально-противоположными треугольными вставками, образующими тангенциальный сопловой канал, сужающийся на входе в корпус.8. The cyclone separator according to claim 1, characterized in that the inlet nozzle is equipped with two mirror-opposite triangular inserts forming a tangential nozzle channel, tapering at the entrance to the housing.
RU2006116150/15A 2006-05-10 2006-05-10 Cyclone separator RU2330710C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116150/15A RU2330710C2 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Cyclone separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116150/15A RU2330710C2 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Cyclone separator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006116150A RU2006116150A (en) 2007-12-10
RU2330710C2 true RU2330710C2 (en) 2008-08-10

Family

ID=38903160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006116150/15A RU2330710C2 (en) 2006-05-10 2006-05-10 Cyclone separator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2330710C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593672C1 (en) * 2015-06-04 2016-08-10 Рауф Рахимович Сафаров Device for measuring flow rate of oil wells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593672C1 (en) * 2015-06-04 2016-08-10 Рауф Рахимович Сафаров Device for measuring flow rate of oil wells

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006116150A (en) 2007-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1028813B1 (en) Cyclone separator
US6596170B2 (en) Long free vortex cylindrical telescopic separation chamber cyclone apparatus
US9186604B1 (en) Hydroclone with vortex flow barrier
US20050155916A1 (en) Cylindrical telescopic structure cyclone apparatus
JP4861529B1 (en) Secondary vortex separator
WO2021108135A1 (en) Dual stage cyclone separator, dual stage cyclone separator assembly, and method of using same
RU2330710C2 (en) Cyclone separator
CN113213582A (en) Multi-tube type micro-cyclone-air flotation coupling process device
US10792677B2 (en) Cyclone with guide vanes
KR20170104961A (en) Dual cyclone type processing apparatus of suspened solids
RU2372146C1 (en) Two-phase flow centrifugal separator
RU2552440C2 (en) Straight-flow cyclone
CN202860347U (en) Agglomerate cyclone separator
RU2489194C1 (en) Vortex dust arrester
RU2221625C1 (en) Small-sized highly-efficient separator
RU2386470C1 (en) Separator
JP2010535687A (en) Apparatus and method for performing chemical and / or physical reaction between solid and gas, and plant for producing cement
CN102872668B (en) Agglomerate cyclone separator
CN110272765B (en) Inertial separation dust remover and dust removing method
RU2559277C1 (en) Mechanical impurities separator for fluid
CN203816801U (en) Gas-liquid-solid three-phase cyclone separator
RU2376054C1 (en) Separator
RU2375104C2 (en) Gas purification unit
RU17286U1 (en) CONE PLATE TO SEPARATOR
CN105214860A (en) Gas solids two-phase multi-stage cyclone separator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090511

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110927

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170511