RU2380139C1

RU2380139C1 - Separator

Info

Publication number: RU2380139C1
Application number: RU2008149835/15A
Authority: RU
Inventors: Иван Федорович Пивин (RU); Иван Федорович Пивин
Original assignee: Иван Федорович Пивин
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-01-27

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is intended for separation of gas liquid flow into components. Separator comprises body with nozzles of inlet and outlet, inside of which there is header arranged with nozzles, which produces chambers with the latter, and nozzles have identical distance from each other along header length, besides nozzles are arranged with the same area of neck cross section, which comprises holes arranged in upper portion of neck versus horizontal plane, and chambers of nozzles are communicated to volume of separator with the help of holes, which are arranged on upper and lower generatrices of header before smooth contact of nozzle diffuser and header, and lower generatrix of header has holes in front of each nozzle confusor edge, excluding the first one, besides area of throughput section increases in each subsequent hole.

EFFECT: separator design makes it possible to efficiently perform forced separation of liquid by organisation of throughput section of nozzles and header, and also to arranged for drain of separated liquid.

1 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.The invention relates to heat transfer technology and is intended for use as a separation device when achieving the necessary process for separating a gas-liquid stream into components.

Известен центробежный сепаратор, содержащий корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевыми патрубками ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель в виде полого, сообщенного со сборником жидкости каплевидного обтекателя с отверстиями для отсоса жидкости на его поверхности, с укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками и перфорированным осевым сквозным каналом, в котором установлен сепарационный элемент, и средство для создания разрежения в полости обтекателя и сборнике отделенной жидкости в виде сквозных эжекционных отверстий, причем лопатки обтекателя выполнены полыми, сообщены по торцам с полостью обтекателя и сборником отделенной жидкости, а сквозные эжекционные отверстия и средства для создания разрежения размещены в хвостовой части лопаток, причем отверстия обтекателя и осевого канала покрыты пористым материалом с фитильными свойствами. [1].A centrifugal separator is known, comprising a housing, a cylindrical vortex chamber installed inside it with axial gas inlet and outlet nozzles, forming a collection of separated liquid with the housing, a swirl mounted at the inlet of the chamber in the form of a hollow communicating with a liquid collector of a drop-shaped fairing with holes for suction of liquid on its surface, with inclined blades fixed on its larger diameter and a perforated axial through channel in which the separation element is installed, and means for creating the provision of rarefaction in the cavity of the fairing and the collector of the separated liquid in the form of through ejection holes, the blades of the fairing are hollow, communicated at the ends with the cavity of the fairing and the collector of the separated liquid, and the through ejection holes and means for creating rarefaction are located in the tail of the blades, and the holes of the fairing and axial channel are covered with porous material with wick properties. [one].

Недостатком указанного технического решения является то, что предлагаемая конструкция обтекателя и схема движения газожидкостного потока не будут согласовываться между собой, так как первый по своей форме будет обладать очень большим гидродинамическим сопротивлением, а поток двигаться по пути наименьшего сопротивления. Пористый материал, помещаемый на отверстиях стока отсепарированной жидкости, при технологическом процессе сыграет роль пробок, а при повышении коэффициента кинематической вязкости жидкости либо каких-то твердых частиц в последнем ресурс функционирования всего устройства будет кратковременным.The disadvantage of this technical solution is that the proposed fairing design and the gas-liquid flow pattern will not be consistent with each other, since the first one will have a very large hydrodynamic resistance in its shape, and the flow will move along the path of least resistance. The porous material placed on the openings of the drain of the separated liquid will play the role of plugs during the technological process, and with an increase in the coefficient of kinematic viscosity of the liquid or some solid particles in the latter, the life of the entire device will be short-lived.

Известно устройство для очистки газа, содержащее емкость с патрубками вывода газа и жидкости, патрубком ввода газожидкостной смеси, коллектором и разгонными устройствами, причем разгонные устройства выполнены в виде сопл Вентури, площадь поперечного сечения горловины каждого последующего сопла уменьшена относительно предыдущего, а между внешней поверхностью сопел и корпусом коллектора выполнены камеры, имеющие отверстия в горловинах сопел. [2].A device for gas purification is known, containing a container with nozzles for the outlet of gas and liquid, a nozzle for introducing a gas-liquid mixture, a collector and booster devices, the booster devices being made as Venturi nozzles, the cross-sectional area of the neck of each subsequent nozzle is reduced relative to the previous one, and between the outer surface of the nozzles and the collector body has chambers having openings in the nozzle necks. [2].

Недостатком этого технического решения является то, что при уменьшении проходного сечения горловин сопел увеличивается сопротивление потоку и, как следствие, последний, двигаясь по пути наименьшего сопротивления, будет создавать брызги в придонной части корпуса сепаратора, способствующему вторичному уносу капельной жидкости.The disadvantage of this technical solution is that with a decrease in the orifice of the nozzle mouth, the flow resistance increases and, as a result, the latter, moving along the path of least resistance, will create splashes in the bottom part of the separator body, which contributes to the secondary entrainment of the droplet liquid.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение надежности стока отсепарированной жидкости и исключение вторичного уноса мелкодисперсных капель движущимся газожидкостным потоком при превышении величины критической скорости, имеющем место из-за работы сепаратора в режиме переменных нагрузок.The technical result of the invention is to ensure the reliability of the flow of the separated liquid and to prevent secondary entrainment of fine droplets by a moving gas-liquid flow when the critical velocity value is exceeded due to the separator operating in the variable load mode.

Указанный технический результат достигается тем, что сопла выполнены с одинаковой площадью поперечного сечения горловины, содержащего отверстия, расположенные в верхней части горловины относительно горизонтальной плоскости, причем камеры сопел сообщены с объемом сепаратора с помощью отверстий, расположенных на верхней и нижней образующих коллектора перед плавным касанием диффузора сопла и коллектора, а нижняя образующая коллектора имеет отверстия перед началом конфузора каждого сопла за исключением первого, причем площадь проходного сечения каждого последующего отверстия увеличена.The specified technical result is achieved in that the nozzles are made with the same cross-sectional area of the neck containing holes located in the upper part of the neck relative to the horizontal plane, and the nozzle chambers are communicated with the volume of the separator using holes located on the upper and lower generators of the collector before the diffuser touches smoothly nozzle and collector, and the lower generatrix of the collector has holes in front of the confuser of each nozzle except the first, and the passage area section of each successive holes is increased.

Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных и присущих с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям “новизна”, “уровень техники”, “промышленная применимость”.An information search for scientific and technical achievements on this topic, a thematic analysis of the inventions of the VTTB patent fund to solve this problem did not reveal a combination of distinctive features similar and inherent to the features of the invention, which can be used as a separation device to achieve the necessary technological process for separating gas-liquid flow on components. In accordance with the current legislation of Russia, the proposed invention meets the criteria of “novelty”, “prior art”, “industrial applicability”.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен продольный разрез сепаратора.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a longitudinal section of a separator.

Сепаратор содержит корпус 0 с патрубками входа 1 газожидкостного потока, выхода 2 отсепарированной жидкости, выхода 3 осушенного газа, внутри которого расположен коллектор 4 с соплами 5, причем конструкция сопла 5 состоит по ходу газожидкостного потока из конфузора 6, горловины 7, диффузора 8. Горловины 7 сопел 5 выполнены с одинаковой площадью поперечного сечения и на верхней образующей имеют отверстия 9. Коллектор 4 совместно с соплами 5, имеющими одинаковое расстояние друг от друга по длине коллектора 4, образует камеры 10, в нижней и верхней частях которых эквидистантно выполнены отверстия 11 и 12. На расстоянии между соплами 5, на нижней образующей коллектора 4, где каждый диффузор 8 сопла 5, проходное сечение которого плавно переходит до проходного сечения коллектора 4, выполнены отверстия 13, 14, 15, 16, причем площадь проходного сечения каждого последующего из отверстий 13, 14, 15, 16 увеличена.The separator contains a housing 0 with nozzles for the inlet 1 of the gas-liquid flow, the outlet 2 for the separated liquid, the outlet 3 for the dried gas, inside which the collector 4 with nozzles 5 is located, and the design of the nozzle 5 consists in the direction of the gas-liquid flow from the confuser 6, neck 7, diffuser 8. Neck 7 nozzles 5 are made with the same cross-sectional area and have openings on the upper generatrix 9. The collector 4, together with nozzles 5 having the same distance from each other along the length of the collector 4, forms chambers 10, in the lower and upper hours holes 11 and 12 are made equidistantly. At a distance between the nozzles 5, on the lower generatrix of the manifold 4, where each diffuser 8 of the nozzle 5, the passage section of which smoothly passes to the passage section of the manifold 4, holes 13, 14, 15, 16 are made, moreover the cross-sectional area of each subsequent of the holes 13, 14, 15, 16 is increased.

Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.

Газожидкостный поток поступает в сепаратор через входной патрубок 1 и движется вдоль коллектора 4 через систему сопел 5, причем в горловине 7 каждого сопла 5 происходит выдавливание газовой составляющей в камеру 10, сообщенной с объемом сепаратора по сепарату жидкости с помощью отверстия 11, а по газу с помощью отверстия 12. После диффузора 8 часть жидкости поступит в отверстие 13. При дальнейшем движении газожидкостного потока процесс выдавливания газовой составляющей в последующих соплах 5 будет снижаться. В зависимости от задач сепаратора необходимо проводить соответствующие математические расчеты. Отсепарированная жидкость из сепаратора удаляется через патрубок 2 выхода.The gas-liquid flow enters the separator through the inlet pipe 1 and moves along the manifold 4 through the nozzle system 5, and in the neck 7 of each nozzle 5, the gas component is extruded into the chamber 10, which is connected to the separator volume through the liquid separator through the hole 11, and through the gas from using the hole 12. After the diffuser 8, part of the liquid enters the hole 13. With further movement of the gas-liquid flow, the process of extrusion of the gas component in the subsequent nozzles 5 will decrease. Depending on the tasks of the separator, it is necessary to carry out appropriate mathematical calculations. The separated liquid from the separator is removed through the outlet pipe 2.

Применение конструкции сепаратора предлагаемого вида позволяет эффективно осуществлять форсированный сток отсепарированной жидкости за счет соответствующих проходных сечений сопел и коллектора, причем даже при превышении критической величины скорости газожидкостного потока процесс сепарации будет осуществляться с предотвращением срыва жидкой пленки и, как следствие, исключаться повторное увлажнение потока отсепарированной жидкостью.The use of the design of the separator of the proposed type allows for efficient forced flow of the separated liquid due to the corresponding flow sections of the nozzles and the collector, and even if the critical value of the gas-liquid flow rate is exceeded, the separation process will be carried out to prevent the liquid film from breaking and, as a result, re-moistening of the flow with the separated liquid is eliminated .

СсылкаLink

1. Тройнин В.Е. Центробежный сепаратор. RU. Патент №2042434. В01D 45/12. Приоритет - 28.07.92. Опубликован 27.08.1995 - аналог.1. Troinin V.E. Centrifugal separator. RU. Patent No. 2042434. B01D 45/12. Priority - 07/28/92. Published on August 27, 1995 - analogue.

2. Запорожец Е.П. и др. Устройство для очистки газа. RU. Патент №2096069. В01D 45/04. Приоритет - 30.07.96. Опубл. бюллетень изобретений №32 за 20.11.1997 - прототип.2. Zaporozhets EP and other gas purification device. RU. Patent No. 2096069. B01D 45/04. Priority - 07/30/96. Publ. Bulletin of inventions No. 32 of November 20, 1997 - a prototype.

Claims

A separator comprising a housing with inlet and outlet nozzles, inside which a collector with nozzles is located, forming chambers with the latter, the nozzles having the same distance from each other along the length of the collector, characterized in that the nozzles are made with the same cross-sectional area of the neck containing holes, located in the upper part of the neck relative to the horizontal plane, and the nozzle chamber communicates with the volume of the separator using holes located on the upper and lower generators of the collector smooth touch of the nozzle diffuser and the collector, and the lower forming the collector has openings converger before each nozzle, except the first, the passage area of each aperture is increased further.