RU2376054C1 - Separator - Google Patents

Separator Download PDF

Info

Publication number
RU2376054C1
RU2376054C1 RU2008126554/15A RU2008126554A RU2376054C1 RU 2376054 C1 RU2376054 C1 RU 2376054C1 RU 2008126554/15 A RU2008126554/15 A RU 2008126554/15A RU 2008126554 A RU2008126554 A RU 2008126554A RU 2376054 C1 RU2376054 C1 RU 2376054C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
separation
deflector
separator
inlet
Prior art date
Application number
RU2008126554/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008126554A (en
Inventor
Александр Николаевич Липко (RU)
Александр Николаевич Липко
Михаил Александрович Корженко (RU)
Михаил Александрович Корженко
Алексей Васильевич Лихачев (RU)
Алексей Васильевич Лихачев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
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 Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика" filed Critical Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority to RU2008126554/15A priority Critical patent/RU2376054C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2376054C1 publication Critical patent/RU2376054C1/en
Publication of RU2008126554A publication Critical patent/RU2008126554A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to devices intended for separating fluid and solid particles from gases exploiting centrifugal forces originating on swirling gas-fluid flow, and can be used in oil production, petrochemical industry and other branches of national economy. Proposed separator incorporates vertical cylindrical housing with inlet, outlet and discharge branch pipes, horizontal baffle with central hole with separation pack made up of plates arranged its edges, and deflector arranged between separation pack and housing inner wall and communicated with inlet branch pipe. Housing lower part inner surface is made tapered with start of smaller diametre section arranged below deflector, bur above or at the level of separation pack. Note that cylindrical ring is arranged at the housing larger-diametre section.
EFFECT: expanded operating range, reduced pressure losses, higher efficiency of separation.
4 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам очистки газа от жидкостей и твердых частиц с использованием центробежных сил, возникающих при закручивании газожидкостного потока, и может быть использовано в газодобывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.The present invention relates to a device for cleaning gas from liquids and solid particles using centrifugal forces arising from the twisting of a gas-liquid flow, and can be used in gas production, petrochemical and other industries.

Известны центробежные сепараторы («Нефтегазопромысловая сепарационная техника». Справочное пособие. Авторы: Л.М. Милыптейн, С.И. Бойко, Е.П. Запорожец. М. «Недра» 1991, с.146, рис. 61).Centrifugal separators are known (“Oil and Gas Separation Technique.” Reference Manual. Authors: L. M. Milypteyn, S. I. Boyko, E. P. Zaporozhets. M. “Nedra” 1991, p.146, Fig. 61).

Сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус с входным, расположенным в нижней его части, патрубком, выходным, сливным, расположенными соответственно в верхнем и нижнем днищах корпуса. Корпус разделен перегородкой, в которой расположены прямоточные центробежные сепарационные элементы. Поток в сепараторе подается снизу вверх.The separator contains a vertical cylindrical body with an inlet located in its lower part, a pipe, an outlet, a drain located respectively in the upper and lower bottoms of the body. The housing is divided by a partition in which direct-flow centrifugal separation elements are located. The flow in the separator is fed from the bottom up.

Недостатком таких сепараторов является то, что сепараторы имеют большие размеры и массу. Нижнее размещение входного патрубка исключает его работу в «пробковом» режиме.The disadvantage of such separators is that the separators are large and large. The lower placement of the inlet pipe excludes its operation in the "plug" mode.

Известен сепаратор (SU 1066629 А1, МПК 5: B01D 45/12, В04С 7/00, опубл. 1984.01.15), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный на камеры горизонтальными перегородками с осевыми отверстиями, внутри которых установлены сепарационные элементы, выполненные в виде криволинейных лопаток, установленных по многозаходной спирали Архимеда, работающих на скручивание и раскручивание потока, при этом выходные концы лопаток расположены наклонно к образующей поверхности усеченного конуса под острым углом к направлению вращения потока, а основания элементов, работающих на скручивание потока, снабжены сборными конусами и гидрозатворными трубками. На нижней перегородке смонтирован диффузор, на верхней - конфузор с кольцевым каплеотбойником, имеющие наклонные перфорации. Тангенциальный вводной патрубок снабжен направляющим дефлектором. В нижней части корпуса установлен патрубок для вывода от сепарированной жидкости, в верхней части - выходной (для удаления очищенного газового потока).Known separator (SU 1066629 A1, IPC 5: B01D 45/12, B04C 7/00, publ. 1984.01.15) containing a vertical cylindrical body, divided into chambers by horizontal partitions with axial holes, inside of which there are separation elements made in the form curved blades mounted on a multiple start Archimedes spiral working to twist and unwind the flow, while the output ends of the blades are inclined to the generatrix of the surface of the truncated cone at an acute angle to the direction of rotation of the flow, and the base The entrants working on twisting the flow are equipped with prefabricated cones and watertight tubes. A diffuser is mounted on the lower partition, on the top - a confuser with an annular droplet eliminator, having inclined perforations. The tangential inlet is equipped with a guide baffle. A nozzle is installed in the lower part of the housing for withdrawal from the separated liquid, and in the upper part, an outlet (for removing the purified gas stream).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, большие габариты, применение диффузора и конфузора с кольцевым каплеотбойником ограничивает диапазон нагрузок по газовой и жидкой фазам, т.к. их увеличение приводит к частичному уносу жидкостной пленки между наклонной просечкой при транспортировке ее в выходное отверстие. Работа аппарата в «пробковом» режиме исключена, т.к. входной патрубок расположен в нижней части корпуса, газожидкостная смесь направляется снизу вверх, что в конечном счете приведет к перегрузке сливных устройств и, как следствие, захлебыванию сепаратора.A disadvantage of the known device is the design complexity, large dimensions, the use of a diffuser and a confuser with an annular droplet eliminator limits the range of loads in the gas and liquid phases, because their increase leads to a partial ablation of the liquid film between the inclined notch during transportation to the outlet. The operation of the device in the "plug" mode is excluded, because the inlet pipe is located in the lower part of the housing, the gas-liquid mixture is sent from the bottom up, which ultimately will lead to overloading of the drain devices and, as a result, to choking the separator.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому (прототип) является малогабаритный высокоэффективный сепаратор «Колибри» (RU 2244584 С1, МПК 7: B01D 45/12, опубл. 2005.01.20), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную перегородку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, при этом изогнутые концы пластин направлены в разные стороны касательно к наружному и внутреннему диаметрам сепарационного пакета. Осевая линия входного патрубка по горизонтали смещена относительно осевой линии корпуса аппарата на 1/2 диаметра корпуса. Дефлектор, установленный по ходу вращения газожидкостного потока, имеет максимально допустимое сечение, причем по ходу потока он сужается по горизонтали и возрастает по высоте, сохраняя при этом площадь поперечного сечения, в конце верхней суженной части дефлектора установлена дугообразная пластина, нисходящая по ходу газожидкостного потока и направленная по отношению к горизонтали под углом 15-30°. По ходу вращения газожидкостного потока с зазором к внутренней стороне корпуса установлена изогнутая пластина, которая своим нижним концом заходит под нижнюю крышку дефлектора.The closest technical solution to the proposed (prototype) is a small-sized highly efficient separator "Hummingbird" (RU 2244584 C1, IPC 7: B01D 45/12, publ. 2005.01.20), containing a vertical cylindrical body, a horizontal partition, inlet, outlet, drain pipe , baffle, vertical separation package, consisting of vertical flat curved separation plates, while the curved ends of the plates are directed in different directions with respect to the outer and inner diameters of the separation package. The axial line of the inlet pipe is horizontally offset relative to the axial line of the apparatus casing by 1/2 of the casing diameter. The deflector installed in the direction of rotation of the gas-liquid stream has the maximum allowable cross-section, and in the direction of the stream it narrows horizontally and increases in height, while maintaining the cross-sectional area, an arcuate plate is installed at the end of the upper narrowed part of the deflector, which descends along the gas-liquid flow and directed relative to the horizontal at an angle of 15-30 °. In the direction of rotation of the gas-liquid flow with a gap to the inner side of the housing, a curved plate is installed, which with its lower end extends under the lower cover of the deflector.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- сложность конструкции дефлектора;- the complexity of the design of the deflector;

- большая длина дефлектора почти 180° по дуге создает большие потери на трение потока и снижает тангенциальную скорость потока Vτ, которая создает поле центробежных ускорений во вращающемся потоке и определяет эффективность разделения потока с частицами различной плотности;- a large deflector length of almost 180 ° along the arc creates large friction losses of the flow and reduces the tangential flow velocity Vτ, which creates a field of centrifugal accelerations in the rotating flow and determines the efficiency of separation of the flow with particles of different densities;

- большая длина дефлектора постоянного сечения ограничивает производительность аппарата и диапазон работы. При малых расходах эффективность будет низкой.- the large length of the constant section baffle limits the performance of the device and the range of operation. At low costs, efficiency will be low.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является расширение диапазона работы, снижение потерь давления, повышение эффективности сепарации.The technical result of the proposed technical solution is to expand the operating range, reduce pressure loss, increase the separation efficiency.

Для достижения названного технического результата сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус с входным, выходным и сливным патрубками, горизонтальную перегородку с центральным отверстием, по периметру которого установлен сепарационный пакет из пластин, дефлектор, расположенный между сепарационным пакетом и внутренней стенкой корпуса, соединенный с входным патрубком.To achieve the technical result, the separator contains a vertical cylindrical body with inlet, outlet and drain pipes, a horizontal partition with a central hole, a separation package of plates is installed around its perimeter, a deflector located between the separation package and the inner wall of the housing connected to the inlet pipe.

Заявляемый сепаратор отличается от прототипа тем, что внутренняя поверхность корпуса в его нижней части выполнена расширяющейся, причем начало расширения располагается ниже дефлектора, но выше или на уровне среза сепарационного пакета, в расширенной части корпуса установлена цилиндрическая обечайка.The inventive separator differs from the prototype in that the inner surface of the housing in its lower part is made expandable, and the beginning of the expansion is located below the deflector, but above or at the cutoff level of the separation package, a cylindrical shell is installed in the expanded part of the housing.

Причем цилиндрическая обечайка имеет диафрагму с центральным отверстием, установленную с радиальным зазором к внутренней поверхности, цилиндрическая обечайка ниже диафрагмы имеет отверстия, а расширенная часть корпуса совмещена со сливным патрубком.Moreover, the cylindrical shell has a diaphragm with a Central hole installed with a radial clearance to the inner surface, the cylindrical shell below the diaphragm has holes, and the expanded part of the housing is combined with a drain pipe.

Расширение диапазона работы и снижение потерь давления достигается тем, что дефлектор имеет минимальную длину дуги, охватываемую углом 90°, и имеет переменное поперечное сечение, позволяющее получать оптимальную тангенциальную скорость потока на выходе из дефлектора, при минимальных потерях давления на трение.Expanding the operating range and reducing pressure losses is achieved by the fact that the deflector has a minimum arc length spanned by an angle of 90 ° and has a variable cross-section, which allows to obtain the optimal tangential flow velocity at the outlet of the deflector, with minimal friction pressure loss.

Для ситуаций пробкового режима, когда все сечение трубопровода заполнено жидкостью, короткий, с изменяющимся сечением дефлектор исключит «запирание» сепаратора.For situations of plug traffic, when the entire cross section of the pipeline is filled with liquid, a short deflector with a varying cross section will eliminate the “locking” of the separator.

Повышение эффективности сепарации достигается тем, что внутренняя поверхность корпуса в его нижней части выполнена расширяющейся, причем начало расширения располагается ниже дефлектора, но выше или на уровне среза сепарационного пакета. В расширенной части корпуса установлена цилиндрическая обечайка. Обечайка имеет диафрагму с центральным отверстием, установленную с радиальным зазором к внутренней поверхности. Обечайка ниже диафрагмы имеет отверстия, а расширенная часть корпуса совмещена со сливным патрубком.Improving the separation efficiency is achieved by the fact that the inner surface of the housing in its lower part is made expandable, and the beginning of the expansion is located below the deflector, but above or at the level of the cut of the separation package. A cylindrical shell is installed in the expanded part of the body. The shell has a diaphragm with a central hole mounted with a radial clearance to the inner surface. The shell below the diaphragm has openings, and the extended part of the housing is combined with a drain pipe.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где на фиг.1 изображен сепаратор в поперечном сечении, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.The invention is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a separator in cross section, in Fig. 2 is a section AA in Fig. 1.

Сепаратор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с входным патрубком 2, выходным патрубком 3, сливным патрубком 4, горизонтальной перегородки 5 с отверстием 6, сепарационного пакета 7, дефлектора 8, расширенной части 9, обечайки 10, диафрагмы 11 с центральным отверстием 12.The separator consists of a vertical cylindrical body 1 with an inlet pipe 2, an outlet pipe 3, a drain pipe 4, a horizontal partition 5 with a hole 6, a separation bag 7, a deflector 8, an expanded part 9, a shell 10, a diaphragm 11 with a central hole 12.

Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.

Газожидкостный поток подается в сепаратор через входной патрубок 2, расположенный в верхней части корпуса, ниже горизонтальной перегородки 5 по касательной к внутренней поверхности корпуса и поджимается к ней дефлектором 8.Gas-liquid flow is fed into the separator through the inlet pipe 2, located in the upper part of the housing, below the horizontal partition 5 tangentially to the inner surface of the housing and is pressed against it by the deflector 8.

Проходя между дефлектором 8 и поверхностью корпуса, поток ускоряется и закручивается на внутренней поверхности корпуса. Под действием центробежных сил мелкодисперсные капли жидкости и твердые частицы оседают на внутренней поверхности сепаратора, по которой скатываются в нижнюю часть сепаратора под действием гравитационных сил.Passing between the deflector 8 and the surface of the housing, the flow is accelerated and twisted on the inner surface of the housing. Under the action of centrifugal forces, finely dispersed liquid droplets and solid particles settle on the inner surface of the separator, along which they roll into the lower part of the separator under the action of gravitational forces.

В нижней расширяющейся части 9 корпуса сепаратора угловые скорости потока снижаются, уменьшаются центробежные силы, действующие на осаждение частицы. Осевая скорость частиц увеличивается, они с частью газового потока в пограничном слое отделяются от основного завихренного газового потока и попадают в пространство между обечайкой 10 и корпусом. Завихренный основной газовый поток, отражаясь от диафрагмы, «ограниченный» внутренней поверхностью вертикальных пластин 7, устремляется вверх через отверстие 6 в выходной патрубок 3.In the lower expanding part 9 of the separator body, the angular flow velocities decrease, and the centrifugal forces acting on the particle deposition decrease. The axial velocity of the particles increases, they are separated from the main swirling gas stream with a part of the gas stream in the boundary layer and fall into the space between the shell 10 and the body. The swirling main gas stream, reflected from the diaphragm, "limited" by the inner surface of the vertical plates 7, rushes up through the hole 6 into the outlet pipe 3.

Над диафрагмой 11 формируется вихрь газового потока с интенсивными радиальными скоростями и пониженным давлением в осевой части потока. Обечайка 10 «экранирует» жидкостный поток, движущийся по внутренней поверхности расширенной части корпуса, и исключает вторичный унос. Частицы жидкости и твердые частицы, осевшие на внутренней поверхности обечайки и пластинах сепарационного пакета, стекают через зазор между диафрагмой 11 и обечайкой.Above the diaphragm 11 a vortex of a gas stream is formed with intense radial velocities and reduced pressure in the axial part of the stream. The shell 10 "screens" the fluid flow moving along the inner surface of the expanded part of the housing, and eliminates secondary entrainment. Liquid particles and solid particles deposited on the inner surface of the shell and the plates of the separation bag flow through the gap between the diaphragm 11 and the shell.

Газовый поток, прошедший вниз сепаратора по внутренней поверхности корпуса, вместе с жидкой фазой через центральное отверстие 12 в диафрагме 11 «отсасывается» в центральную часть вихря восходящего потока.The gas stream passing down the separator along the inner surface of the housing, together with the liquid phase through the central hole 12 in the diaphragm 11, is "sucked" into the central part of the upward vortex.

Благодаря такой конструкции сепаратора достигается расширение диапазона работы, снижение потерь давления, повышение эффективности сепарации.Thanks to this design of the separator, an extension of the operating range, reduction of pressure losses, and increase of separation efficiency are achieved.

Claims (4)

1. Сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с входным, выходным и сливным патрубками, горизонтальную перегородку с центральным отверстием, по периметру которого установлен сепарационный пакет из пластин, дефлектор, расположенный между сепарационным пакетом и внутренней стенкой корпуса, соединенный с входным патрубком, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса в его нижней части выполнена расширяющейся, причем начало расширения располагается ниже дефлектора, но выше или на уровне среза сепарационного пакета, в расширенной части корпуса установлена цилиндрическая обечайка.1. The separator containing a vertical cylindrical body with inlet, outlet and drain pipes, a horizontal partition with a Central hole, the perimeter of which is installed a separation package of plates, a deflector located between the separation package and the inner wall of the housing, connected to the inlet pipe, characterized in that the inner surface of the housing in its lower part is made expandable, and the beginning of the expansion is located below the deflector, but above or at the cutoff level of the separation package , a cylindrical shell is installed in the expanded part of the body. 2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая обечайка имеет диафрагму с центральным отверстием, установленную с радиальным зазором к внутренней поверхности.2. The separator according to claim 1, characterized in that the cylindrical shell has a diaphragm with a Central hole installed with a radial clearance to the inner surface. 3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая обечайка ниже диафрагмы имеет отверстия.3. The separator according to claim 1, characterized in that the cylindrical shell below the diaphragm has openings. 4. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что расширенная часть корпуса совмещена со сливным патрубком. 4. The separator according to claim 1, characterized in that the expanded part of the housing is combined with a drain pipe.
RU2008126554/15A 2008-06-30 2008-06-30 Separator RU2376054C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126554/15A RU2376054C1 (en) 2008-06-30 2008-06-30 Separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126554/15A RU2376054C1 (en) 2008-06-30 2008-06-30 Separator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2376054C1 true RU2376054C1 (en) 2009-12-20
RU2008126554A RU2008126554A (en) 2010-01-10

Family

ID=41625563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008126554/15A RU2376054C1 (en) 2008-06-30 2008-06-30 Separator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2376054C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660844C1 (en) * 2017-11-29 2018-07-10 Андрей Владиславович Курочкин Separator for gas purification from dripping liquid
RU2660846C1 (en) * 2017-11-16 2018-07-10 Андрей Владиславович Курочкин Gas separator for complete removal of dropping liquid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660846C1 (en) * 2017-11-16 2018-07-10 Андрей Владиславович Курочкин Gas separator for complete removal of dropping liquid
RU2660844C1 (en) * 2017-11-29 2018-07-10 Андрей Владиславович Курочкин Separator for gas purification from dripping liquid

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008126554A (en) 2010-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9427689B2 (en) Uniflow centrifugal gas-liquid separator
US7025890B2 (en) Dual stage centrifugal liquid-solids separator
CA2705127C (en) Revolution vortex tube gas/liquids separator
CN106861296B (en) A kind of duct type natural gas condensate cyclone separator
AU2008309396B2 (en) Apparatus for and method of separating multi-phase fluids
US8333283B2 (en) Cyclone separator
FI75509B (en) HYDROCYKLON.
RU2320395C2 (en) High-efficiency liquid-and-gas separator
WO2021043923A1 (en) A separation apparatus with insert
RU2376054C1 (en) Separator
RU58379U1 (en) GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS)
RU2344869C2 (en) Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation
RU2221625C1 (en) Small-sized highly-efficient separator
RU2372146C1 (en) Two-phase flow centrifugal separator
RU78688U1 (en) SEPARATOR
RU2349370C2 (en) Separator
RU2244584C1 (en) Small-sized high performance separator "kolibry" ("humming-bird")
RU68352U1 (en) SEPARATOR
RU96784U1 (en) SEPARATOR CENTRIFUGAL VORTEX TYPE VERTICAL "STsV-G"
RU2188062C1 (en) Separator
US11850605B2 (en) Apparatus and method to separate and condition multiphase flow
RU2810912C1 (en) Method of operation of installing a vane pump with a downhole separator of mechanical impurities and a gas phase enlarger (options) and submersible installation of a vane pump for its implementation (options)
RU2064326C1 (en) Separator
RU211920U1 (en) SEPARATOR
RU2477646C1 (en) Centrifugal separator

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140619

RZ4A Other changes in the information about an invention
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170701