RU2386470C1 - Separator - Google Patents
Separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386470C1 RU2386470C1 RU2008144501/15A RU2008144501A RU2386470C1 RU 2386470 C1 RU2386470 C1 RU 2386470C1 RU 2008144501/15 A RU2008144501/15 A RU 2008144501/15A RU 2008144501 A RU2008144501 A RU 2008144501A RU 2386470 C1 RU2386470 C1 RU 2386470C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sheet
- separating element
- flow
- separator according
- turns
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам очистки газовых и жидкостных потоков от дисперсных частиц.The invention relates to a device for cleaning gas and liquid flows from dispersed particles.
В настоящее время известно множество устройств для очистки потоков в поле центробежных сил.Currently, there are many devices for cleaning flows in the field of centrifugal forces.
Так, из описания к патенту на полезную модель РФ №71560, МПК: B01D 45/02 (2006.01), опубликован 20.03.2008 известен газожидкоствной сепаратор вихревого типа, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, верхнюю крышку с расположенным на ней выходным патрубком, нижнюю крышку, в которой расположен сливной патрубок, входной патрубок, соединенный с корпусом в верхней его части, дефлектор, сепарационное устройство и, по меньшей мере, одну вертикальную пластину.So, from the description of the patent for a utility model of the Russian Federation No. 71560, IPC: B01D 45/02 (2006.01), published March 20, 2008 known gas-liquid vortex-type separator containing a vertical cylindrical body, a top cover with an outlet pipe located on it, a bottom cover, in which there is a drain pipe, an inlet pipe connected to the housing in its upper part, a deflector, a separation device and at least one vertical plate.
Кроме этого, известен каплеуловитель, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для ввода и вывода газа, расположенными на противоположных концах корпуса, штуцер для вывода отделенной жидкости, спиральный сепарирующий элемент с окнами для отвода жидкости, расположенными у поперечных перегорок с чередующимися центральными и периферийными отверстиями, при этом сепарирующий элемент выполнен в виде отдельных расположенных между перегородками секций, корпус установлен с наклоном к штуцеру (авторское свидетельство СССР №1526766, МПК 4: B01D 45/12, опубликован 07.12.1989).In addition, a droplet eliminator is known comprising a cylindrical body with gas inlets and outlets located at opposite ends of the body, a nozzle for discharging separated liquid, a spiral separating element with liquid discharging windows located at transverse partitions with alternating central and peripheral openings, this separating element is made in the form of separate sections located between the partitions, the housing is installed with an inclination to the fitting (USSR copyright certificate No. 1526766, IPC 4: B01D 45/12, published December 7, 1989).
Наиболее близким аналогом по конструктивному исполнению к патентуемому решению является циклон для очистки газа от пыли, известный из описания к авторскому свидетельству №997822 (МПК 3: В04С 5/103, опубликован 23.02.1983). Известное устройство включает многовитковый спиралеобразный корпус, переходящий в цилиндр и содержащий тангенциальный входной патрубок для газа, осевой пылевыпускной патрубок и расположенную по оси корпуса выходную трубу для отвода очищенного потока, винтообразное днище, закрепленное между витками спирали, и шибер. При этом корпус выполнен в виде трехступенчатой спирали.The closest analogue in design to the patented solution is a cyclone for dust gas purification, known from the description of the copyright certificate No. 997822 (IPC 3:
Недостатком известного решения является образование застойных зон в ступенях спирали корпуса, которые способствуют накоплению в них пыли.A disadvantage of the known solution is the formation of stagnant zones in the steps of the spiral housing, which contribute to the accumulation of dust in them.
Большую роль в работе устройств, предназначенных для разделения потока в поле центробежных сил, играет скорость потока во входном патрубке, которая предопределяет скорость потока внутри циклона и в отводящей трубе, причем надо обеспечивать эту скорость значительно больше скорости витания наиболее крупных частиц. При увеличении скорости потока на входном патрубке эффективность циклона растет, но до определенного предела, ограниченного уносом частиц. В связи с этим скорость потока во входном патрубке редко выходит за пределы 10-15 м/с.A large role in the operation of devices designed to separate the flow in the field of centrifugal forces is played by the flow velocity in the inlet pipe, which determines the flow velocity inside the cyclone and in the outlet pipe, and this speed must be provided much more than the speed of the largest particles. With an increase in the flow rate at the inlet, the cyclone's efficiency increases, but to a certain limit, limited by the entrainment of particles. In this regard, the flow velocity in the inlet pipe rarely goes beyond 10-15 m / s.
Общими недостатками подобных устройств являются необходимость обеспечения высоких скоростей очищаемого потока на входном патрубке, от 10 м/с, а также ограниченность предельного размера улавливаемых частиц не ниже 5 мкм.Common disadvantages of such devices are the need to ensure high speeds of the cleaned stream at the inlet pipe, from 10 m / s, as well as the limited size limit of the captured particles is not lower than 5 microns.
Технический результат патентуемого решения заключается в повышении эффективности очистки как газового, так и жидкостного потока вне зависимости от скорости его ввода во входной канал, обеспечении снижения скорости ввода потока от 1 м/с, а также повышении эффективности очистки потока от мелкодисперсных частиц (1 мкм), снижении потерь напора и энергозатрат, снижении металлоемкости устройства. Кроме этого, обеспечивается чувствительность устройства к отделению аэрозольной и парообразной фазы из газожидкостного потока.The technical result of the patented solution is to increase the cleaning efficiency of both gas and liquid flow, regardless of the rate of its entry into the inlet channel, to reduce the rate of input of the stream from 1 m / s, as well as to increase the efficiency of cleaning the stream from fine particles (1 μm) , reducing pressure losses and energy consumption, reducing the metal consumption of the device. In addition, the sensitivity of the device to the separation of the aerosol and vapor phases from the gas-liquid stream is ensured.
Заявленный технический результат достигается за счет использования сепаратора, который содержит цилиндрический корпус с тангенциальным каналом подвода потока, крышку с патрубком отвода очищенного потока, коническое днище с патрубком для вывода отделенной фазы, сепарирующий элемент, отличающийся тем, что корпус, тангенциальный канал подвода потока и сепарирующий элемент выполнены за одно целое из свернутого в спираль листа и образуют многовитковую спиралеобразную форму, развертка листа имеет сложную форму, состоящую из прямоугольной части, переходящей в трапецеидальную, причем развертка пластины свернута в спираль таким образом, что количество витков спирали книзу уменьшается до одного, сепарирующий элемент расположен по всей длине корпуса, при этом его нижняя часть расположена в днище, входное сечение тангенциального канала расположено по всей длине корпуса. Совокупность отраженных признаков позволяет обеспечить заявленный результат. Так, выполнение за одно целое тангенциального канала, переходящего в корпус, который, в свою очередь, переходит в сепарирующий элемент с образованием многовитковой спирали с образованием между витками спиральных каналов, позволяет увеличить скорость потока при его движении по межвитковым каналам сепарирующего элемента, причем скорость потока будет увеличиваться по мере движения потока к центральной части спирали и приведет к отделению из потока более тонкой фракции в этом направлении. Таким образом, чем больше количество витков, тем больше скорость потока и тем более мелкая фракция будет отделяться. При этом ориентация входного сечения тангенциального канала вдоль длины корпуса позволяет равномерно распределить загрязненный поток вне зависимости от начальной скорости подачи потока.The claimed technical result is achieved through the use of a separator, which contains a cylindrical body with a tangential channel for supplying a flow, a cover with a branch pipe for removing the purified stream, a conical bottom with a pipe for outputting the separated phase, a separating element, characterized in that the housing, a tangential channel for supplying a stream and separating the element is made in one piece from a sheet rolled into a spiral and form a multi-turn spiral shape, the sheet scan has a complex shape consisting of a rectangular the part that goes into the trapezoidal, and the scan plate is folded into a spiral so that the number of turns of the spiral decreases down to one, the separating element is located along the entire length of the housing, while its lower part is located in the bottom, the input section of the tangential channel is located along the entire length of the housing . The set of reflected features allows you to provide the declared result. Thus, the execution in one piece of a tangential channel passing into the housing, which, in turn, passes into the separating element with the formation of a multi-turn spiral with the formation of spiral channels between the turns, allows you to increase the flow velocity when it moves along the inter-turn channels of the separating element, and the flow velocity will increase as the flow moves to the central part of the spiral and will lead to the separation of a finer fraction from the stream in this direction. Thus, the larger the number of turns, the greater the flow rate and the finer the fraction will separate. Moreover, the orientation of the input section of the tangential channel along the length of the housing allows you to evenly distribute the contaminated stream, regardless of the initial flow rate.
Выполнение развертки листа из прямоугольной и трапецеидальной частей позволит в свернутом виде получить спиральный элемент с уменьшающимся к низу количеством витков до одного, то есть самый последний, центральный, виток будет служить также выходным каналом для очищенного потока, который затем переходит в патрубок отвода этого потока.Performing a sweep of the sheet from the rectangular and trapezoidal parts will make it possible to obtain a spiral element with a reduced number of turns to one, that is, the last, central, turn will also serve as an output channel for the cleaned stream, which then passes to the branch pipe of this stream.
Данное устройство может использоваться как для очистки газового потока от твердых либо аэрозольных частиц, так и для очистки жидкостного потока от твердых включений, поскольку при отделении твердых частиц из газового или жидкостного потока твердые частицы будут концентрироваться за счет прохождения потока в межвитковых каналах, вблизи стенок этих каналов, соударяться со стенками этих каналов, отбиваться от них и под действием гравитационных сил попадать в коническое днище устройства.This device can be used both for cleaning a gas stream from solid or aerosol particles, and for cleaning a liquid stream from solid inclusions, since when separating solid particles from a gas or liquid stream, solid particles will be concentrated due to the passage of the stream in the inter-turn channels near the walls of these channels, collide with the walls of these channels, fight off them and, under the influence of gravitational forces, fall into the conical bottom of the device.
При отделении аэрозольной составляющей из газового потока скорость потока также увеличивается по мере прохождения по межвитковым каналам, частицы жидкости концентрируются вдоль стенок спирали, коалесцируют и в виде пленки стекают в коническое днище.When the aerosol component is separated from the gas stream, the flow rate also increases as it passes through the inter-turn channels, the liquid particles are concentrated along the walls of the spiral, coalesce and flow into a conical bottom in the form of a film.
Между витками свернутого листа образован зазор. Размер этого зазора между витками сепарирующего элемента и между витками и внутренней поверхностью конического днища может составлять не менее 5 мм. Это позволит обеспечить скорость потока 98 м/с, что позволит избежать уноса механических примесей и капельной жидкости. Для увеличения поверхности контакта и для обеспечения отделения частиц с размером менее 2 мкм поверхность листа выполнена с отбойными элементами, которые могут быть выполнены, например, в виде вертикальных ребер, поперечное сечение которых представляет собой трапецию, параллелограмм, треугольник либо любую другую геометрическую фигуру.A gap is formed between the turns of the folded sheet. The size of this gap between the turns of the separating element and between the turns and the inner surface of the conical bottom may be at least 5 mm. This will ensure a flow rate of 98 m / s, which will avoid entrainment of mechanical impurities and droplet liquid. To increase the contact surface and to ensure the separation of particles with a size of less than 2 μm, the sheet surface is made with fenders, which can be made, for example, in the form of vertical ribs, the cross section of which is a trapezoid, parallelogram, triangle, or any other geometric shape.
Кроме этого, увеличить поверхность контакта можно за счет выполнения листа гофрированным либо выполнения поверхности листа, образующего сепарирующий элемент, с прорезями, насечками и отогнутыми вверх вырезанными частями.In addition, it is possible to increase the contact surface by corrugating the sheet or by performing the surface of the sheet forming the separating element, with slots, notches and cut-out parts bent upwards.
Количество витков свернутого листа может быть выбрано равным 1,5-2.The number of turns of the folded sheet can be selected equal to 1.5-2.
Далее конструкция и работа сепаратора поясняется с помощью чертежей, на которых изображено следующее:Next, the design and operation of the separator is illustrated using the drawings, which depict the following:
На фиг.1 изображен общий вид сепаратора;Figure 1 shows a General view of the separator;
на фиг.2 - разрез А-А;figure 2 is a section aa;
на фиг.3 - развертка сепарирующего элемента.figure 3 is a scan of the separating element.
Сепаратор содержит корпус 1, тангенциальный канал подвода 2, сепарирующий элемент 3, крышку 4 с патрубком 5 отвода очищенного потока, коническое днище 6 с патрубком 7 вывода отделенной фазы. Патрубок 5 отвода очищенного потока соединен с центральным витком 8 спирали. Сепарирующий элемент 3 выполнен в виде спирально согнутой пластины. Пластина, в рассматриваемом примере, условно состоит из двух частей - прямоугольной и трапециевидной. В рассматриваемом примере отбойные элементы 9 образованы в результате выполнения листа гофрированным. При этом поперечное сечение отбойных элементов имеет форму параллелограмма.The separator comprises a housing 1, a
Сепаратор работает следующим образом. Загрязненный поток жидкости или газа по тангенциальному каналу со скоростью 1 м/с подводится к сепаратору и начинает движение по межвитковым каналам. Поток по мере его движения по спиральным каналам закручивается и разгоняется, и содержащиеся в потоке твердые частицы за счет поворота каналов концентрируются около стенок каналов, ударяются о них и под силой тяжести оседают в коническое днище, откуда через выходной патрубок отводятся в шламосборник или в бункер для сбора пыли. При этом, за счет разгона потока к центральной части спирали, осаждаются разные фракции частиц - чем ближе к центральной части, тем мельче становится отделенная фракция. Очищенный восходящий поток движется вверх по центральной части сепаратора и отводится через патрубок отвода 5.The separator works as follows. The contaminated flow of liquid or gas through the tangential channel at a speed of 1 m / s is supplied to the separator and begins to move along the inter-turn channels. The flow, as it moves along the spiral channels, swirls and accelerates, and the solid particles contained in the stream, due to the rotation of the channels, concentrate near the channel walls, hit them and, under the force of gravity, settle into a conical bottom, from where they are discharged through the outlet pipe to a sludge collector or to a hopper for dust collection. At the same time, due to the acceleration of the flow to the central part of the spiral, different fractions of particles are deposited - the closer to the central part, the finer the separated fraction becomes. The purified upward flow moves up the central part of the separator and is discharged through the
Аналогично вышеописанному происходит отделение жидких частиц от газового потока. Газовый поток, содержащий аэрозоль с размером частиц от 1,0 мкм, подводили через тангенциальный канал к сепаратору. Проходя по межвитковым каналам поток разгонялся, жидкие частицы концентрировались вдоль стенок каналов, коалесцировали и в виде пленки стекали в коническое днище. При этом чем ближе к центральной части оказывался поток, тем более мелкие частицы от него отделялись.Similarly to the above, liquid particles are separated from the gas stream. A gas stream containing an aerosol with a particle size of 1.0 μm or more was fed through a tangential channel to a separator. Passing through the inter-turn channels, the flow accelerated, liquid particles concentrated along the walls of the channels, coalesced, and flowed into a conical bottom in the form of a film. Moreover, the closer to the central part the flow turned out, the smaller particles were separated from it.
Как показали проведенные испытания, при начальной скорости потока 1 м/с, осуществление способа с использованием патентуемого сепаратора позволило выделить твердые частицы с размером 1-3,2 мкм, а аэрозоль - 1,0-3,0 мкм.As the tests showed, at an initial flow rate of 1 m / s, the implementation of the method using the patented separator made it possible to isolate solid particles with a size of 1-3.2 μm, and an aerosol of 1.0-3.0 μm.
Таким образом, работа предлагаемого сепаратора, отличается от работы известных устройств для отделения примесей. Это отличие заключается в том, что отделение частиц в известных сепараторах происходит за счет центробежных сил, в то время как в патентуемом устройстве - за счет сил инерции. То есть все известные сепараторы могут работать при начальных скоростях потока от 10 м/с, в то время как для эффективной работы патентуемого устройства достаточно обеспечить начальную скорость 1 м/с.Thus, the operation of the proposed separator is different from the work of known devices for separating impurities. This difference lies in the fact that the separation of particles in known separators occurs due to centrifugal forces, while in the patented device - due to inertia forces. That is, all known separators can operate at initial flow velocities of 10 m / s, while for the effective operation of the patented device it is sufficient to provide an initial speed of 1 m / s.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008144501/15A RU2386470C1 (en) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | Separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008144501/15A RU2386470C1 (en) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | Separator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2386470C1 true RU2386470C1 (en) | 2010-04-20 |
Family
ID=46275103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008144501/15A RU2386470C1 (en) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | Separator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386470C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446001C1 (en) * | 2010-10-26 | 2012-03-27 | Александр Владимирович Яшин | Gas drying separator |
RU2703240C1 (en) * | 2018-03-14 | 2019-10-15 | Тата Цонсултанцы Сервицес Лимитед | Integrated device and method for mixing and separating liquid phases |
RU208117U1 (en) * | 2021-03-15 | 2021-12-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Cyclone |
-
2008
- 2008-11-11 RU RU2008144501/15A patent/RU2386470C1/en active IP Right Revival
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446001C1 (en) * | 2010-10-26 | 2012-03-27 | Александр Владимирович Яшин | Gas drying separator |
RU2703240C1 (en) * | 2018-03-14 | 2019-10-15 | Тата Цонсултанцы Сервицес Лимитед | Integrated device and method for mixing and separating liquid phases |
RU208117U1 (en) * | 2021-03-15 | 2021-12-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Cyclone |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11090661B2 (en) | Inlet device for gravity separator | |
RU2386470C1 (en) | Separator | |
US8349059B2 (en) | Pocketed cyclonic separator | |
RU2379121C1 (en) | Vortex centrifugal separator | |
WO2023223018A1 (en) | Separator | |
RU2260470C1 (en) | Vortex-type dust collector | |
RU114422U1 (en) | SEPARATOR | |
RU2750231C1 (en) | Zlochevsky's unit for separation and fractionation of impurities from aero-hydraulic flow (options) | |
CN102872668B (en) | Agglomerate cyclone separator | |
WO2013154436A1 (en) | Inlet device for dehydration towers | |
RU2299757C2 (en) | Screen-separator | |
RU101936U1 (en) | VERTICAL OIL AND GAS SEPARATOR | |
CN206121331U (en) | Centrifugal gas -liquid defroster | |
SU944671A1 (en) | Turbocyclone | |
RU68916U1 (en) | SEPARATOR | |
RU2534634C2 (en) | Separator-lock trap and method of its application | |
RU2064326C1 (en) | Separator | |
RU2057574C1 (en) | Apparatus for solid particles and gas separation | |
RU213481U1 (en) | MULTIVORTEX DEVICE WITH SEPARATION SPIRAL | |
RU2329088C1 (en) | Separator of fuel gas | |
RU70153U1 (en) | CAVITATION-VORTEX ABSORBER | |
SU1503889A1 (en) | Dust removing device | |
SU1176958A1 (en) | Cyclone for separating liquid from a gas | |
SU1113155A1 (en) | Whirl chamber | |
SU1289555A2 (en) | Aerodynamic cyclone |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181112 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201208 |