RU2356600C1 - Vortex type gas separator (versions) - Google Patents
Vortex type gas separator (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2356600C1 RU2356600C1 RU2007146021/15A RU2007146021A RU2356600C1 RU 2356600 C1 RU2356600 C1 RU 2356600C1 RU 2007146021/15 A RU2007146021/15 A RU 2007146021/15A RU 2007146021 A RU2007146021 A RU 2007146021A RU 2356600 C1 RU2356600 C1 RU 2356600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separator
- deflector
- horizontal partition
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Abstract
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.
Из описаний изобретений к патентам РФ №2136350 (МПК 6 B01D 45/12, 1999 [1]) и №2188062 (МПК 7 B01D 45/12, 2002 [2]) известен сепаратор, 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. Сепаратор также снабжен ложным и плоским днищами, соединенными радиальными пластинами. Верхняя сепарационная камера в нижней части снабжена отверстием, соединенным сливной трубой с гидрозатвором, расположенным в нижней части корпуса.From the descriptions of inventions to the patents of the Russian Federation No. 2136350 (IPC 6 B01D 45/12, 1999 [1]) and No. 2188062 (IPC 7 B01D 45/12, 2002 [2]), a separator is known containing a vertical cylindrical body divided by an annular partition into the lower and upper separation chambers, inlet and outlet pipes, a deflector, a separation element with vertical plates constituting slotted channels, a reflector. The separator is also equipped with false and flat bottoms connected by radial plates. The upper separation chamber in the lower part is provided with an opening connected by a drain pipe to a water seal located in the lower part of the housing.
Недостатком известного устройства является наружное размещение сливной трубы. Это при эксплуатации приводит к снижению эффективности сепаратора при понижении температуры окружающей среды. Температура сливной трубы равна температуре окружающей среды. В холодную погоду происходит обледенение внутреннего канала сливной трубы и замерзание гидравлического затвора, что приводит к скоплению жидкости в верхней сепарационной камере. Указанная жидкость уносится в выходной патрубок, что и обуславливает снижение эффективности сепарации. Кроме того, наличие гидравлического затвора приводит к наличию в верхней сепарационной камере жидкости, уровень которой равен уровню жидкости в гидравлическом затворе. При выходе из строя гидрозатвора, например при забивании механическими примесями или попадании вязкой жидкости, происходит его запирание и перекрытие. При остановке сепаратора в холодный период сливная труба перемерзает.A disadvantage of the known device is the external placement of the drain pipe. This during operation leads to a decrease in the efficiency of the separator while lowering the ambient temperature. The temperature of the drain pipe is equal to the ambient temperature. In cold weather, the internal channel of the drain pipe freezes and the hydraulic shutter freezes, which leads to accumulation of liquid in the upper separation chamber. The specified liquid is carried into the outlet pipe, which leads to a decrease in the separation efficiency. In addition, the presence of a hydraulic shutter leads to the presence of liquid in the upper separation chamber, the level of which is equal to the liquid level in the hydraulic shutter. If the hydraulic lock fails, for example, when it is clogged with mechanical impurities or a viscous liquid enters, it closes and closes. When the separator stops during the cold period, the drain pipe freezes.
Из описания изобретений к патенту РФ №2304455 (МПК B01D 45/12, 2007 [3]) известна также группа газовых сепараторов вихревого типа, каждый из которых содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище, карман-ловушку, расположенную в верхней части сепарационного пакета. При этом сепаратор разделен горизонтальной перегородкой на нижнюю и верхнюю сепарационные камеры, а верхняя камера содержит емкость для сбора уловленной жидкости. Указанная емкость гидравлически связана с нижней частью сепаратора с помощью дренажной трубки, снабженной внизу гидрозатвором.From the description of the inventions to the patent of the Russian Federation No. 2304455 (IPC B01D 45/12, 2007 [3]), a group of gas vortex type separators is also known, each of which contains a vertical cylindrical body, upper and lower bottoms, inlet, outlet and drain pipes, a deflector with a reflection plate, a separation package consisting of vertical flat curved separation plates, which form slotted channels, a false bottom, a trap pocket located in the upper part of the separation package in the overlap zone. In this case, the separator is divided by a horizontal partition into the lower and upper separation chambers, and the upper chamber contains a container for collecting the trapped liquid. The specified capacity is hydraulically connected to the lower part of the separator using a drainage tube equipped with a water seal at the bottom.
Недостатком указанного сепаратора является наличие гидравлического затвора на нижнем конце дренажной трубки. Это приводит к наличию жидкости в емкости для сбора уловленной жидкости верхней сепарационной камеры. Уровень этой жидкости равен уровню жидкости в гидравлическом затворе. При накоплении механических примесей или вязкой жидкости в гидрозатворе происходит его запирание и перекрытие. При этом жидкость перестает отводиться из емкости для сбора уловленной жидкости верхней сепарационной камеры. Это приводит к практической неработоспособности верхней сепарационной камеры до очистки гидрозатвора. Кроме того, при остановке сепаратора в холодное время года сливная труба перемерзает, что также приводит к накоплению жидкости в емкости для сбора уловленной жидкости верхней сепарационной камеры и неработоспособности этой камеры в начальный период эксплуатации сепаратора.The disadvantage of this separator is the presence of a hydraulic shutter at the lower end of the drainage tube. This leads to the presence of fluid in the tank for collecting the trapped fluid of the upper separation chamber. The level of this fluid is equal to the fluid level in the hydraulic shutter. With the accumulation of mechanical impurities or a viscous fluid in the valve, it locks and overlaps. In this case, the liquid ceases to be discharged from the tank to collect the trapped liquid of the upper separation chamber. This leads to the practical inoperability of the upper separation chamber until the valve is cleaned. In addition, when the separator stops during the cold season, the drain pipe freezes, which also leads to accumulation of liquid in the tank for collecting the trapped liquid of the upper separation chamber and the inoperability of this chamber in the initial period of operation of the separator.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является уменьшение количества уловленной жидкости, находящейся в камере дополнительной сепарации, более полное и надежное ее выведение из этой камеры.The technical result provided by the claimed invention is to reduce the amount of trapped liquid in the additional separation chamber, its more complete and reliable removal from this chamber.
Сущность изобретения по варианту 1 состоит в том, что сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, разделенный горизонтальной кольцевой перегородкой на вихревую и дополнительную камеры. При этом вихревая камера снабжена входным и сливным патрубками, дефлектором с отражательной пластиной, сепарационным пакетом с карманом-ловушкой, а дополнительная камера снабжена выходным патрубком, средством улавливания жидкости и гидравлическим карманом. При этом горизонтальная перегородка содержит переходное и дренажное отверстия, последнее из которых гидравлически связано с гидравлическим карманом. При этом вихревая камера снабжена изогнутой дренажной трубкой. Одним концом дренажная трубка прикреплена снизу к горизонтальной перегородке и перекрывает упомянутое дренажное отверстие, а вторым свободным концом размещена по ходу вихревого движения потока.The essence of the invention according to
Второй свободный конец дренажной трубки предпочтительно размещать в направляющем канале. Дренажную трубку желательно размещать в дефлекторе или в области выхода дефлектора.The second free end of the drainage tube is preferably placed in the guide channel. It is desirable to place the drainage tube in the deflector or in the outlet area of the deflector.
Сепаратор допустимо выполнять с вертикально расположенным выходным патрубком. Средство улавливания жидкости предпочтительно выполнять при этом в виде конусообразных направляющих конфузоров, расположенных между переходным отверстием и выходным патрубком и соосно с ними. При этом направляющие конфузоры следует располагать один над другим с частичным перекрытием, с образованием в зоне перекрытия кольцевых зазоров. Нижний направляющий конфузор целесообразно размещать в переходном отверстии так, чтобы его нижний край располагался ниже горизонтальной перегородки.The separator is permissible to carry out with a vertically located outlet pipe. The liquid trapping means is preferably carried out in the form of cone-shaped guide confusers located between the transition hole and the outlet pipe and aligned with them. In this case, the guide confusers should be placed one above the other with partial overlap, with the formation of annular gaps in the overlap zone. It is advisable to place the lower guide confuser in the transition hole so that its lower edge is below the horizontal partition.
Сепаратор возможно выполнять с горизонтально расположенным выходным патрубком. Средство улавливания жидкости желательно выполнять при этом в виде тонкослойного отбойника, содержащего соосно расположенные над горизонтальной перегородкой конусообразные пластины разного размера и кольцевой гидравлический карман. При этом сепаратор также должен содержать перепускную трубку, расположенную в улавливающем кармане и гидравлически соединяющую гидравлический карман с дренажным отверстием горизонтальной перегородки. Перепускная трубка и изогнутая дренажная трубка конструктивно могут быть выполнены в виде одной трубки.The separator can be performed with a horizontally located outlet pipe. It is desirable to carry out the liquid trapping means in this case in the form of a thin-layer chipper containing conically-shaped plates of different sizes coaxially located above the horizontal partition and an annular hydraulic pocket. At the same time, the separator should also contain a bypass tube located in the catching pocket and hydraulically connecting the hydraulic pocket to the drainage hole of the horizontal partition. The overflow pipe and the curved drain pipe can be structurally designed as a single pipe.
Предпочтительно выполнять сепарационный пакет цилиндрической формы и располагать его в корпусе сепаратора со смещением в направлении от дефлектора на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора до корпуса сепаратора.It is preferable to carry out a separation package of a cylindrical shape and place it in the separator body 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.
Сущность изобретения по варианту 2 состоит в том, что сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, разделенный горизонтальной кольцевой перегородкой на вихревую и дополнительную камеры. При этом вихревая камера снабжена входным и сливным патрубками, дефлектором с отражательной пластиной, сепарационным пакетом с карманом-ловушкой, а дополнительная камера снабжена выходным патрубком, средством улавливания жидкости и гидравлическим карманом. При этом горизонтальная перегородка содержит переходное и дренажное отверстия, последнее из которых гидравлически связано с гидравлическим карманом. При этом вихревая камера снабжена каплевидным обтекателем, прикрепленным снизу к горизонтальной перегородке, перекрывающим дренажное отверстие и снабженным отверстием у нижней точки, гидравлически связанным с дренажным отверстием.The essence of the invention according to
Каплевидный обтекатель желательно размещать в дефлекторе или в области выхода дефлектора.The teardrop-shaped fairing is preferably placed in the deflector or in the outlet area of the deflector.
Сепаратор допустимо выполнять с вертикально расположенным выходным патрубком. Средство улавливания жидкости предпочтительно выполнять при этом в виде конусообразных направляющих конфузоров, расположенных между переходным отверстием и выходным патрубком и соосно с ними. При этом направляющие конфузоры следует располагать один над другим с частичным перекрытием, с образованием в зоне перекрытия кольцевых зазоров. Нижний направляющий конфузор целесообразно размещать в переходном отверстии так, чтобы его нижний край располагался ниже горизонтальной перегородки.The separator is permissible to carry out with a vertically located outlet pipe. The liquid trapping means is preferably carried out in the form of cone-shaped guide confusers located between the transition hole and the outlet pipe and aligned with them. In this case, the guide confusers should be placed one above the other with partial overlap, with the formation of annular gaps in the overlap zone. It is advisable to place the lower guide confuser in the transition hole so that its lower edge is below the horizontal partition.
Сепаратор возможно выполнять с горизонтально расположенным выходным патрубком. Средство улавливания жидкости желательно выполнять при этом в виде тонкослойного отбойника, содержащего соосно расположенные над горизонтальной перегородкой конусообразные пластины разного размера и кольцевой гидравлический карман. При этом сепаратор также должен содержать перепускную трубку, расположенную в улавливающем кармане и гидравлически соединяющую гидравлический карман с дренажным отверстием горизонтальной перегородки.The separator can be performed with a horizontally located outlet pipe. It is desirable to carry out the liquid trapping means in this case in the form of a thin-layer chipper containing conically-shaped plates of different sizes coaxially located above the horizontal partition and an annular hydraulic pocket. At the same time, the separator should also contain a bypass tube located in the catching pocket and hydraulically connecting the hydraulic pocket to the drainage hole of the horizontal partition.
Предпочтительно выполнять сепарационный пакет цилиндрической формы и располагать его в корпусе сепаратора со смещением в направлении от дефлектора на расстояние, равное половине среднего расстояния от дефлектора до корпуса сепаратора.It is preferable to carry out a separation package of a cylindrical shape and place it in the separator body 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.
На фиг.1 показана схема сепаратора, пример 1 по обоим вариантам, продольный разрез (сечение Б-Б фиг.2, фиг.7); на фиг.2 - схема сепаратора по варианту 1, поперечный разрез (сечение А-А фиг.1); на фиг.3 - схема размещения дренажной трубки по варианту 1, пример 1 (сечение В-В фиг.2); на фиг.4 - схема размещения дренажной трубки по варианту 1, пример 2; на фиг.5 - схема сепаратора, продольный разрез, пример 3 по обоим вариантам (сечение Б-Б фиг.2); на фиг.6 - схема размещения дренажной трубки по варианту 2, пример 3; на фиг.7 - схема сепаратора по варианту 2, поперечный разрез (сечение А-А фиг.1, фиг.5); на фиг.8 - схема каплеобразного обтекателя по варианту 2 (сечение В-В фиг.7).In Fig.1 shows a diagram of the separator, example 1 for both options, a longitudinal section (section BB of Fig.2, Fig.7); figure 2 is a diagram of the separator according to
Сепаратор газовый вихревого типа по варианту 1 (фиг.1, 2) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 днищами. Горизонтальной кольцевой перегородкой 4 корпус 1 разделен на нижнюю вихревую 5 и верхнюю дополнительную 6 камеры. Сепаратор также содержит (фиг.1, 2) размещенные в области вихревой камеры 5 входной 7 и сливной 8 патрубки, дефлектор 9 с отражательной пластиной 10, сепарационный пакет 11 с карманом-ловушкой 12, ложное днище 13. В области дополнительной камеры 6 сепаратор содержит выходной 14 патрубок, средство улавливания жидкости (не обозначено) и гидравлический карман 15.The gas vortex type separator according to option 1 (FIGS. 1, 2) comprises a vertical
Входной патрубок 7 жестко закреплен в цилиндрическом корпусе 1 сепаратора ниже горизонтальной перегородки 4 и расположен в нем со смещением так, что его ось лежит в плоскости поперечного сечения корпуса 1 и не пересекает ось корпуса 1.The
Дефлектор 9 расположен у входного патрубка 7 и предназначен для формирования вращательного (вихревого) движения газового потока внутри сепаратора. Дефлектор 9 также препятствует поступлению газового потока в осевую зону сепаратора без его предварительного разделения. Дефлектор 9 образован изогнутой пластиной 16, внутренней стенкой корпуса 1 и отражательной пластиной 10 и при этом ограничен сверху горизонтальной кольцевой перегородкой 4, а снизу - нижней крышкой 17. При этом дефлектор 9 выполнен с постепенно увеличивающейся высотой.The
Внутренняя стенка корпуса 1, нижняя крышка 17 дефлектора 9 и отражательная пластина 10 образуют открытый снизу улавливающий карман 18 (фиг.2). Карман 18 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 inner wall of the
Сливной патрубок 8 расположен в нижнем днище 3 сепаратора.A
Сепарационный пакет 11 выполнен цилиндрической формы и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 19, расположенные в его образующей поверхности, и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 20. Плоские изогнутые пластины 19 жестко закреплены в верхней части к горизонтальной перегородке 4. В нижней части эти пластины 19 жестко закреплены к нижнему осевому диску 21. Диск 21 жестко закреплен к пальцу 22, конец которого расположен без зазора в отверстии ложного днища 13, расположенного с кольцевым зазором к вертикальному корпусу 1 и жестко закрепленного к корпусу 1 с помощью Г-образных пластин 23. При этом сепарационный пакет 11 расположен в осевой зоне сепаратора так, что ось сепарационного пакета 11 параллельна оси цилиндрического корпуса 1 сепаратора и смещена относительно нее.The
Над нижним осевым диском 21 расположен верхний осевой диск 24, соединенный с ним посредством радиальных пластин 25. Пластины 25 также предназначены для исключения вращения газового потока ниже зоны их расположения.Above the lower
В перепускном отверстии горизонтальной перегородки 4, расположенном соосно с сепарационным пакетом 11, размещена труба 26, жестко соединенная с горизонтальной перегородкой 4. В верхней части сепарационного пакета 11 между наружной поверхностью трубы 26 и внутренней поверхностью верхней части плоских изогнутых пластин 19 образован кольцевой зазор, который совместно с нижней поверхностью горизонтальной пластины 4 сформировал карман-ловушку 12.In the bypass hole of the
Горизонтальная кольцевая перегородка 4 содержит дренажное отверстие 27 для сброса жидкости из дополнительной камеры 6 в вихревую камеру 5 (фиг.2, 3). Указанное отверстие 27 гидравлически связано с гидравлическим карманом 15, находящимся в дополнительной камере 6. Снизу в этом отверстии 27 закреплена изогнутая дренажная трубка 28. Свободный конец дренажной трубки 28 ориентирован по ходу движения вихревого потока в вихревой камере 5 и размещен вблизи внутренней поверхности корпуса 1 сепаратора. Такая ориентация дренажной трубки 28 при использовании сепаратора создает разряжение на ее свободном конце, что способствует полному и скорейшему выводу уловленной жидкости из дополнительной камеры. Дренажная трубка 28 размещена внутри дефлектора 9 или в области выхода из дефлектора 9. Такое размещение дренажной трубки 28 обусловлено желанием обеспечить наибольшее разряжение на ее конце. Это разряжение тем больше, чем выше скорость вихревого потока, охватывающего дренажную трубку 28. В соответствии с уравнением неразрывности среды (ρ1S1v1=ρ2S2v2), где ρ - плотность среды, S - площадь поперечного сечения канала, v - скорость потока среды, указанный поток имеет наибольшую скорость внутри дефлектора 9, имеющего меньшую площадь поперечного сечения, чем вихревой канал вокруг сепарационного пакета 11, или вблизи выхода из дефлектора 9. Горизонтальная часть дренажной трубки 28 может быть прямой или изогнутой по линии тока вихревого движения газожидкостного потока.The horizontal
Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.
Пример 1.Example 1
Средство улавливания жидкости в дополнительной камере (фиг.1) выполнено в виде расположенного в верхней части этой камеры 6 тонкослойного отбойника (не обозначено), содержащего соосно расположенные конусообразные пластины 29 разного размера, и гидравлический карман 15. Пластины 29 расположены соосно с сепарационным пакетом 11 и образуют кольцевые зазоры 30.The liquid trapping means in the additional chamber (Fig. 1) is made in the form of a thin-layer chipper (not indicated) located in the upper part of this
Выходной патрубок 14 расположен горизонтально и жестко закреплен в цилиндрическом корпусе 1 сепаратора между горизонтальной перегородкой 4 и гидравлическим карманом 15.The
Сепаратор содержит также перепускную трубку 31 (фиг.1, 3), один конец которой расположен в отверстии для сброса жидкости гидравлического кармана 15, а другой конец - в дренажном отверстии 27 горизонтальной перегородки 4.The separator also contains a bypass tube 31 (Fig.1, 3), one end of which is located in the hole for discharging fluid from the
Пример 2.Example 2
Сепаратор по примеру 1, в котором перепускная 31 и дренажная 28 трубки конструктивно выполнены как одна трубка.The separator according to example 1, in which the
Пример 3.Example 3
Средство улавливания жидкости в дополнительной камере 6 (фиг.5, 6) выполнено в виде конусообразных направляющих конфузоров 32, расположенных преимущественно над горизонтальной перегородкой 4. Конфузоры 32 расположены соосно с сепарационным пакетом 11 и вертикальным выходным патрубком 14. Конфузоры 32 расположены один над другим с частичным перекрытием. Нижний конфузор расположен в переходном отверстии горизонтальной перегородки 4. Верхний конфузор расположен под выходным патрубком 14 и частично перекрывает его. В зоне взаимного перекрытия и перекрытия с выходным патрубком 14 конфузоры 32 образуют кольцевые зазоры 33, расположенные навстречу движения газового потока и предназначенные для отвода пленочной жидкости с поверхности конфузоров 32 в гидравлический карман 15. Указанный карман 15 образован корпусом 1, верхней поверхностью горизонтальной перегородки 4 и внешней поверхностью нижнего конфузора 32.The liquid trapping means in the additional chamber 6 (Figs. 5, 6) is made in the form of cone-shaped guiding
Труба 26, установленная в горизонтальной перегородке 4 и формирующая карман-ловушку, конструктивно выполнена в виде нижней части нижнего конфузора 32.The
Пример 4.Example 4
Для целей уменьшения разбрызгивания жидкости, высасываемой из дренажной трубки 28, ее свободный конец размещен в цилиндрическом направляющем канале 34 (фиг.4). Наличие указанного канала 34 приводит к повышению однородности потока, охватывающего дренажную трубку 28, что уменьшает разбрызгивание исходящей из нее жидкости. Направляющий канал 34 и горизонтальная часть дренажной трубки 28 выполнены прямыми.In order to reduce the spraying of liquid sucked from the
Пример 5.Example 5
Ось сепарационного пакета 11 смещена относительно оси корпуса 1 сепаратора так, чтобы сепарационный пакет 11 находился в центре внутреннего пространства между изогнутой пластиной 16 дефлектора 9 и корпусом 1 сепаратора (фиг.8).The axis of the
Концы плоских изогнутых пластин 19 направлены в разные стороны по касательной к окружностям, расположенным в поперечном сечении сепаратора, одна из которых описана вокруг сепарационного пакета 11, а другая вписана в сепарационный пакет 11.The ends of the flat
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
Газ, подлежащий очистке (сырой газ), подводят в аппарат через входной патрубок 7. Установка входного патрубка 7, смещенного по горизонтали относительно осевой линии корпуса 1, позволяет создать скользящий удар об изогнутую пластину 16 дефлектора 9.The gas to be cleaned (crude gas) is fed into the apparatus through the
Дефлектор 9 плавно изменяет направление движения газа и формирует вихревое движение газа вокруг сепарационного пакета 11. В дефлекторе 9 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. Основная часть жидкости и механических примесей попадает при этом в улавливающий карман 18 и стекает по его стенкам вниз, к ложному днищу 13.The
Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на стенке корпуса 1, попадает на наружную поверхность плоских изогнутых пластин 19 и транспортируется газовым потоком через щелевые каналы 20 на их внутреннюю поверхность. Опускаясь по внутренней поверхности пластин 19, частицы жидкости, приблизившись к нижним кромкам этих пластин 19, соскальзывают с них и попадают на поверхность ложного днища 13.A finely divided droplet liquid that has not settled on the wall of the
Через кольцевой зазор 35 между корпусом 1 и ложным днищем 13 жидкость и механические примеси транспортируются к сливному патрубку 8.Through the
Вращаясь в направлении газового потока, неотсепарированная пленочная часть жидкости захватывается карманом-ловушкой 12 (ее наружный диаметр больше внутреннего диаметра сепарационного пакета 11) и, продолжая свое вращательное движение в направлении газового потока, и будучи прижатой к горизонтальной перегородке 4, под действием центробежной силы прижимается к верхней внутренней части пластин 19. После накопления в кармане-ловушке 12 достаточного количества жидкости она под действием силы тяжести стекает вниз по пластинам 19 и далее транспортируется на ложное днище 13, а затем - к сливному патрубку 8.Rotating in the direction of the gas stream, the unseparated film part of the liquid is captured by the trap pocket 12 (its outer diameter is larger than the inner diameter of the separation bag 11) and, continuing to rotate in the direction of the gas stream, and being pressed against the
Оставшаяся более легкая пленочная часть жидкости, не задержанная карманом-ловушкой 12, поступает через перепускное отверстие вместе с выходным газовым потоком в дополнительную камеру 6 сепарации. Двигаясь в направлении газового потока, пленочная жидкость задерживается средством улавливания жидкости и попадает в гидравлический карман 15, гидравлически связанный с дренажной трубкой 28. В плоскости свободного конца дренажной трубки 28 создается разрежение благодаря его расположению по ходу вращения потока в вихревой камере 5. Это приводит к постоянному принудительному оттоку жидкости из гидравлического кармана 15 в вихревую камеру 5. Попав в вихревую камеру 5, жидкость прижимается центробежными силами к стенке корпуса 1, по которой стекает в нижнюю часть сепаратора, а оттуда - к сливному патрубку 8.The remaining lighter film part of the liquid, not retained by the pocket-
Очищенный газовый поток направляется в выходной патрубок 14.The purified gas stream is sent to the
В заявляемом изобретении заявляемый технический результат: "уменьшение количества уловленной жидкости, находящейся в камере дополнительной сепарации, более быстрое и надежное ее выведение из этой камеры" достигается за счет того, что сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, разделенный горизонтальной кольцевой перегородкой на вихревую и дополнительную камеры. При этом вихревая камера снабжена входным и сливным патрубками, дефлектором с отражательной пластиной, сепарационным пакетом с карманом-ловушкой, а дополнительная камера снабжена выходным патрубком, средством улавливания жидкости и гидравлическим карманом. При этом горизонтальная перегородка содержит переходное и дренажное отверстия, последнее из которых гидравлически связано с гидравлическим карманом. При этом вихревая камера снабжена изогнутой дренажной трубкой. Одним концом дренажная трубка прикреплена снизу к горизонтальной перегородке и перекрывает упомянутое дренажное отверстие, а вторым свободным концом размещена по ходу вихревого движения потока. В дренажной трубке создается разрежение (эжекция), которое возникает при наличии движения газожидкостной смеси за счет того, что трубка ориентирована по ходу этого движения. Величина разрежения зависит от скорости потока и его плотности.In the claimed invention, the claimed technical result: "reducing the amount of liquid trapped in the additional separation chamber, more quickly and reliably removing it from this chamber" is achieved due to the fact that the gas vortex type separator contains a vertical cylindrical body with upper and lower bottoms, divided horizontal annular partition to the vortex and additional chamber. In this case, the vortex chamber is equipped with an inlet and a discharge pipe, a deflector with a reflective plate, a separation bag with a trap pocket, and the additional chamber is equipped with an output pipe, a liquid trap and a hydraulic pocket. In this case, the horizontal partition contains the transition and drainage holes, the last of which is hydraulically connected to the hydraulic pocket. In this case, the vortex chamber is equipped with a curved drainage tube. At one end, the drainage tube is attached from below to the horizontal partition and overlaps the mentioned drainage hole, and the second free end is placed along the swirling flow. A vacuum (ejection) is created in the drainage tube, which occurs when there is a movement of the gas-liquid mixture due to the fact that the tube is oriented along this movement. The amount of rarefaction depends on the flow velocity and its density.
Сепаратор газовый вихревого типа по варианту 2 (фиг.1, 7) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 днищами. Горизонтальной кольцевой перегородкой 4 корпус разделен на нижнюю вихревую 5 и верхнюю дополнительную 6 камеры. Сепаратор также содержит размещенные в области вихревой камеры 5 входной 7 и сливной 8 патрубки, дефлектор 9 с отражательной пластиной 10, сепарационный пакет 11 с карманом-ловушкой 12, ложное днище 13. В области дополнительной камеры 6 сепаратор содержит выходной 14 патрубок, средство улавливания жидкости (не обозначено) и гидравлический карман 15.The gas vortex type separator according to option 2 (FIGS. 1, 7) comprises a vertical
Входной патрубок 7 жестко закреплен в цилиндрическом корпусе 1 сепаратора ниже горизонтальной перегородки 4 и расположен в нем со смещением так, что его ось лежит в плоскости поперечного сечения корпуса 1 и не пересекает ось корпуса 1.The
Дефлектор 9 расположен у входного патрубка 7 и предназначен для формирования вращательного (вихревого) движения газового потока внутри сепаратора. Дефлектор 9 также препятствует поступлению газового потока в осевую зону сепаратора без его предварительного разделения. Дефлектор 9 образован изогнутой пластиной 16, внутренней стенкой корпуса 1 и отражательной пластиной 10 и при этом ограничен сверху горизонтальной кольцевой перегородкой 4, а снизу - нижней крышкой 17. При этом дефлектор 9 выполнен с постепенно увеличивающейся высотой.The
Внутренняя стенка корпуса 1, нижняя крышка 17 дефлектора 9 и отражательная пластина 10 образуют открытый снизу улавливающий карман 18. Карман 18 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 inner wall of the
Сливной патрубок 8 расположен в нижнем днище 3 сепаратора.A
Сепарационный пакет 11 выполнен цилиндрической формы и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 19, расположенные в его образующей поверхности и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 20. Плоские изогнутые пластины 19 жестко закреплены в верхней части к горизонтальной перегородке 4. В нижней части эти пластины 19 жестко закреплены к нижнему осевому диску 21. Диск 21 жестко закреплен к пальцу 22, конец которого расположен без зазора в отверстии ложного днища 13, расположенного с кольцевым зазором к вертикальному корпусу 1 и жестко закрепленного к корпусу 1 с помощью Г-образных пластин 23. При этом сепарационный пакет 11 расположен в осевой зоне сепаратора так, что ось сепарационного пакета 11 параллельна оси цилиндрического корпуса 1 сепаратора и смещена относительно нее.The
Над нижним осевым диском 21 расположен верхний осевой диск 24, соединенный с ним посредством радиальных пластин 25. Пластины 25 также предназначены для исключения вращения газового потока ниже зоны их расположения.Above the lower
В перепускном отверстии горизонтальной перегородки 4, расположенном соосно с сепарационным пакетом 11, размещена труба 26, жестко соединенная с горизонтальной перегородкой 4. В верхней части сепарационного пакета 11 между наружной поверхностью трубы 26 и внутренней поверхностью верхней части плоских изогнутых пластин 19 образован кольцевой зазор, который совместно с нижней поверхностью горизонтальной пластины 4 сформировал карман-ловушку 12.In the bypass hole of the
Горизонтальная кольцевая перегородка 4 содержит дренажное отверстие 27 для сброса жидкости из дополнительной камеры 6 в вихревую камеру 5 (фиг.7, 8). Указанное отверстие 27 гидравлически связано с гидравлическим карманом 15, находящимся в дополнительной камере 6. Снизу это отверстие 27 закрыто каплевидным обтекателем 36, имеющим выходное отверстие 37 в его нижней точке, гидравлически связанное с дренажным отверстием 27 горизонтальной перегородки 4. При использовании сепаратора набегающий на каплевидный обтекатель 36 поток создает разрежение, имеющее наибольшее значение в его нижней точке, где расположено выходное отверстие 37, что способствует полному и скорейшему выводу уловленной жидкости из дополнительной камеры 6. При обходе обтекателя 36 частицы потока, обтекающие его криволинейную поверхность, проходят за тот же промежуток времени больший путь, чем частицы, проходящие ниже обтекателя и, следовательно, имеют большую скорость. Согласно уравнению Бернулли там, где скорость частиц больше, давление среды меньше, и наоборот.The horizontal
Каплевидный обтекатель 36 размещен внутри дефлектора 9 или в области выхода из дефлектора. Такое размещение каплевидного обтекателя 36 обусловлено желанием обеспечить наибольшее разряжение на его выходном отверстии 37. Это разрежение тем больше, чем выше скорость вихревого потока, набегающего на обтекатель 36. В соответствии с уравнением неразрывности среды (ρ1S1v1=ρ2S2v2), где ρ - плотность среды, S - площадь поперечного сечения канала, v - скорость потока среды, указанный поток имеет наибольшую скорость внутри дефлектора 9, имеющего меньшую площадь поперечного сечения, чем вихревой канал вокруг сепарационного пакета 11, или вблизи выхода из дефлектора 9.The teardrop-shaped
Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.
Пример 1.Example 1
Средство улавливания жидкости в дополнительной камере (фиг.1) выполнено в виде расположенного в верхней части этой камеры тонкослойного отбойника (не обозначено), содержащего соосно расположенные конусообразные пластины 29 разного размера и гидравлический карман 15. Пластины 29 расположены соосно с сепарационным пакетом 11 и образуют кольцевые зазоры 30.The liquid trapping means in the additional chamber (Fig. 1) is made in the form of a thin-layer chipper located in the upper part of the chamber (not indicated), containing coaxially arranged cone-shaped
Выходной патрубок 14 расположен горизонтально и жестко закреплен в цилиндрическом корпусе 1 сепаратора между горизонтальной перегородкой 4 и гидравлическим карманом 15.The
Сепаратор содержит также перепускную трубку 31 (фиг.8), один конец которой расположен в отверстии для сброса жидкости гидравлического кармана 15, а другой конец - в дренажном отверстии 27 горизонтальной перегородки 4.The separator also contains a bypass tube 31 (Fig. 8), one end of which is located in the hole for discharging fluid from the
Пример 2.Example 2
Ось сепарационного пакета 11 смещена относительно оси корпуса 1 сепаратора так, чтобы сепарационный пакет 11 находился в центре внутреннего пространства между изогнутой пластиной 16 дефлектора 9 и корпусом 1 сепаратора.The axis of the
Концы плоских изогнутых пластин 19 направлены в разные стороны по касательной к окружностям, расположенным в поперечном сечении сепаратора, одна из которых описана вокруг сепарационного пакета 11, а другая вписана в сепарационный пакет 11.The ends of the flat
Пример 3.Example 3
Средство улавливания жидкости в дополнительной камере (фиг.5) выполнено в виде конусообразных направляющих конфузоров 32, расположенных преимущественно над горизонтальной перегородкой 4. Конфузоры 32 расположены соосно с сепарационным пакетом 11 и вертикальным выходным патрубком 14. Конфузоры 32 расположены один над другим с частичным перекрытием. Нижний конфузор расположен в переходном отверстии горизонтальной пластины 4. Верхний конфузор расположен под выходным патрубком 14 и частично перекрывает его. В зоне взаимного перекрытия и перекрытия с выходным патрубком конфузоры 32 образуют кольцевые зазоры 33, расположенные навстречу движению газового потока и предназначенные для отвода пленочной жидкости с поверхности конфузоров 32 в гидравлический карман 15. Указанный карман 15 образован корпусом 1, верхней поверхностью горизонтальной перегородки 4 и внешней поверхностью нижнего конфузора 32.The liquid trapping means in the additional chamber (Fig. 5) is made in the form of cone-shaped guiding
Труба 26, установленная в горизонтальной перегородке 4 и формирующая карман-ловушку 12, конструктивно выполнена в виде нижней части нижнего конфузора 32.The
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 2 работает следующим образом.The inventive gas vortex type separator according to
Газ, подлежащий очистке (сырой газ), подводят в аппарат через входной патрубок 7. Установка входного патрубка 7, смещенного по горизонтали относительно осевой линии корпуса 1, позволяет создать скользящий удар об изогнутую пластину 16 дефлектора 9.The gas to be cleaned (crude gas) is fed into the apparatus through the
Дефлектор 9 плавно изменяет направление движения газа и формирует вихревое движение газа вокруг сепарационного пакета 11. В дефлекторе 9 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. Основная часть жидкости и механических примесей попадает при этом в улавливающий карман 18 и стекает по его стенкам вниз, к ложному днищу 13.The
Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на стенке корпуса 1, попадает на наружную поверхность плоских изогнутых пластин 19 и транспортируется газовым потоком через щелевые каналы 20 на их внутреннюю поверхность. Опускаясь по внутренней поверхности пластин 19, частицы жидкости, приблизившись к нижним кромкам этих пластин 19, соскальзывают с них и попадают на поверхность ложного днища 13.A finely divided droplet liquid that has not settled on the wall of the
Через кольцевой зазор 35 между корпусом 1 и ложным днищем 13 жидкость и механические примеси транспортируются к сливному патрубку 8.Through the
Вращаясь в направлении газового потока, неотсепарированная пленочная часть жидкости захватывается карманом-ловушкой 12 (ее наружный диаметр больше внутреннего диаметра сепарационного пакета 11), и, продолжая свое вращательное движение в направлении газового потока, и будучи прижатой к горизонтальной перегородке 4, под действием центробежной силы прижимается к верхней внутренней части пластин 19. После накопления в кармане-ловушке 12 достаточного количества жидкости она под действием силы тяжести стекает вниз по пластинам 19 и далее транспортируется на ложное днище 13, а затем - к сливному патрубку 8.Rotating in the direction of the gas flow, the unseparated film part of the liquid is captured by the trap pocket 12 (its outer diameter is larger than the inner diameter of the separation bag 11), and, continuing its rotational movement in the direction of the gas flow, and being pressed against the
Оставшаяся более легкая пленочная часть жидкости, не задержанная карманом-ловушкой 12, поступает через перепускное отверстие вместе с выходным газовым потоком в дополнительную камеру 6 сепарации. Двигаясь в направлении газового потока, пленочная жидкость задерживается средством улавливания жидкости и попадает в гидравлический карман 15, гидравлически связанный с каплевидным обтекателем 36. В выходном отверстии 37 каплевидного обтекателя 36 создается разрежение благодаря его форме и расположению в движущемся потоке вихревой камеры 5. Это приводит к постоянному принудительному оттоку жидкости из гидравлического кармана 15 в вихревую камеру 5. Попав в вихревую камеру 5, жидкость прижимается центробежными силами в стенке корпуса 1, по которой стекает в нижнюю часть сепаратора, а оттуда - к сливному патрубку 8.The remaining lighter film part of the liquid, not retained by the pocket-
Очищенный газовый поток направляется в выходной патрубок 14.The purified gas stream is sent to the
В заявляемом изобретении заявляемый технический результат - уменьшение количества уловленной жидкости, находящейся в камере дополнительной сепарации, более полное и надежное ее выведение из этой камеры - достигается за счет того, что сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, разделенный горизонтальной кольцевой перегородкой на вихревую и дополнительную камеры. При этом вихревая камера снабжена входным и сливным патрубками, дефлектором с отражательной пластиной, сепарационным пакетом с карманом-ловушкой, а дополнительная камера снабжена выходным патрубком, средством улавливания жидкости и гидравлическим карманом. При этом горизонтальная перегородка содержит переходное и дренажное отверстия, последнее из которых гидравлически связано с гидравлическим карманом. При этом вихревая камера снабжена каплевидным обтекателем, прикрепленным снизу к горизонтальной перегородке, перекрывающим дренажное отверстие и снабженным отверстием у нижней точки, гидравлически связанным с дренажным отверстием. Каплевидный обтекатель расположен в области поля высоких скоростей, что позволяет за счет высокой скорости движения газожидкостного потока в низшей точке каплевидного обтекателя снизить давление в этой точке до минимального, что в свою очередь позволяет удаляться жидкости, находящейся в камере дополнительной сепарации, через дренажное отверстие и выходное отверстие обтекателя.In the claimed invention, the claimed technical result is the reduction of the amount of liquid trapped in the additional separation chamber, its more complete and reliable removal from this chamber is achieved due to the fact that the gas vortex type separator contains a vertical cylindrical body with upper and lower bottoms, divided by horizontal annular partition to the vortex and additional chamber. In this case, the vortex chamber is equipped with an inlet and a discharge pipe, a deflector with a reflective plate, a separation bag with a trap pocket, and the additional chamber is equipped with an output pipe, a liquid trap and a hydraulic pocket. In this case, the horizontal partition contains the transition and drainage holes, the last of which is hydraulically connected to the hydraulic pocket. In this case, the vortex chamber is provided with a teardrop-shaped fairing attached from below to the horizontal partition, overlapping the drainage hole and provided with a hole at the lower point, hydraulically connected to the drainage hole. The teardrop-shaped fairing is located in the high-velocity field region, which allows, due to the high velocity of the gas-liquid flow at the lowest point of the teardrop-shaped fairing, to reduce the pressure at this point to the minimum, which in turn allows the liquid in the additional separation chamber to be removed through the drainage hole and the outlet fairing hole.
Авторами изготовлены опытные образцы заявляемого сепаратора, лабораторные исследования которого подтвердили достижение заявленного технического результата.The authors made prototypes of the inventive separator, laboratory tests which confirmed the achievement of the claimed technical result.
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. Описание изобретения к патенту РФ №2136350, МПК 6 B01D 45/12, 1999.1. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2136350,
2. Описание изобретения к патенту РФ №2188062, МПК 7 B01D 45/12, 2002.2. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2188062,
3. Описание изобретения к патенту РФ №2304455, МПК B01D 45/12, 2007.3. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2304455, IPC B01D 45/12, 2007.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146021/15A RU2356600C1 (en) | 2007-12-13 | 2007-12-13 | Vortex type gas separator (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146021/15A RU2356600C1 (en) | 2007-12-13 | 2007-12-13 | Vortex type gas separator (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2356600C1 true RU2356600C1 (en) | 2009-05-27 |
| RU2007146021A RU2007146021A (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=41023286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007146021/15A RU2356600C1 (en) | 2007-12-13 | 2007-12-13 | Vortex type gas separator (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2356600C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2635159C1 (en) * | 2017-01-17 | 2017-11-09 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Vortex-type gas separator |
| RU2663170C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-08-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Бакор" | Device for cleaning gas from dust (options) |
| CN117346844A (en) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 武汉神动汽车电子电器股份有限公司 | Air inlet pressure and temperature sensor with soot filtering function |
-
2007
- 2007-12-13 RU RU2007146021/15A patent/RU2356600C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2635159C1 (en) * | 2017-01-17 | 2017-11-09 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Vortex-type gas separator |
| RU2663170C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-08-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Бакор" | Device for cleaning gas from dust (options) |
| CN117346844A (en) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 武汉神动汽车电子电器股份有限公司 | Air inlet pressure and temperature sensor with soot filtering function |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007146021A (en) | 2009-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3885934A (en) | Centrifugal tuyere for gas separator | |
| US7025890B2 (en) | Dual stage centrifugal liquid-solids separator | |
| US4755194A (en) | Method for introducing a mixture of gas and liquid into a separator vessel | |
| JP2011183396A (en) | Fiber bed assembly | |
| RU2666414C1 (en) | Separator centrifugal gas-liquid yugas (cgs) | |
| RU58379U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS) | |
| RU2356600C1 (en) | Vortex type gas separator (versions) | |
| RU2320395C2 (en) | High-efficiency liquid-and-gas separator | |
| RU58380U1 (en) | VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR | |
| RU2304455C1 (en) | Vortex gas separator | |
| RU72417U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS) | |
| RU2366489C1 (en) | Vortex-type gas separator | |
| RU2612741C1 (en) | Liquid-gas separator | |
| RU73801U1 (en) | SEPARATOR GAS-LIQUID VERTICAL VORTEX TYPE | |
| RU2346727C1 (en) | Gas separator of vortex type | |
| RU52731U1 (en) | GAS-LIQUID VERTICAL SEPARATOR SEPARATOR SWIRL TYPE SVTs-6 | |
| RU2299756C1 (en) | Vortex type gaseous ejection separator (versions) | |
| RU87100U1 (en) | GAS-LIQUID SEPARATOR | |
| RU66972U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR | |
| RU2454266C1 (en) | Vortex-type gas separator (versions) | |
| RU2221625C1 (en) | Small-sized highly-efficient separator | |
| RU90701U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS) | |
| US11571701B2 (en) | Cyclone separator and methods of using same | |
| RU59436U1 (en) | GAS VORTEX TYPE EJECTION SEPARATOR (OPTIONS) | |
| RU2452555C1 (en) | Vortex-type gas-fluid separator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171214 |