RU2638391C2 - Газовая центрифуга - Google Patents
Газовая центрифуга Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638391C2 RU2638391C2 RU2015156519A RU2015156519A RU2638391C2 RU 2638391 C2 RU2638391 C2 RU 2638391C2 RU 2015156519 A RU2015156519 A RU 2015156519A RU 2015156519 A RU2015156519 A RU 2015156519A RU 2638391 C2 RU2638391 C2 RU 2638391C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- rotor
- cover
- tubes
- fractions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
- B04B5/08—Centrifuges for separating predominantly gaseous mixtures
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оборудованию для непрерывного разделения смесей газов в поле центробежных сил и касается конструкции высокооборотной газовой центрифуги. Газовая центрифуга содержит корпус с крышкой, установленный в нем тонкостенный цилиндрический ротор, снабженный крышкой и размещенным в его полости газовым коллектором, состоящим из концентрично расположенных с зазорами неподвижных трубок подачи газовой смеси и отборных трубок тяжелой и легкой фракций, нижнюю опору ротора и его верхнюю магнитную опору, содержащую укрепленную на крышке ротора ферромагнитную втулку, охватывающую с зазором наружную трубку газового коллектора, и цилиндрический аксиально намагниченный магнит с полюсным наконечником, установленный над указанной втулкой на крышке корпуса. При этом входные отверстия отборных трубок газовых фракций установлены навстречу векторной сумме радиального и осевого направлений движения циркулирующих слоев газа и смещения потока, вызванного Кориолисовым ускорением. Техническим результатом является повышение эффективности разделения газовой смеси за счет оптимизации расположения отверстий отборных трубок к газовым потокам. 2 ил.
Description
Изобретение относится к оборудованию для непрерывного разделения смесей газов в поле центробежных сил и касается конструкции высокооборотной газовой центрифуги.
Известна газовая центрифуга, включающая корпус с крышкой, установленный в нем тонкостенный цилиндрический ротор, снабженный крышкой и размещенным в его полости газовым коллектором, состоящим из концентрично расположенных с зазорами неподвижных трубок подачи газовой смеси и отборных трубок тяжелой и легкой фракций, нижнюю опору ротора и его верхнюю магнитную опору, содержащую укрепленную на крышке ротора ферромагнитную втулку, охватывающую с зазором наружную трубку газового коллектора, и цилиндрический аксиально намагниченный магнит с полюсным наконечником, установленный над указанной втулкой на крышке корпуса (RU 2115481 C1 6, B04B 5/08, 29.09.1998).
Указанное изобретение увеличивает радиальную жесткость магнитной опоры и тем самым повышает эффективность стабилизации оси вращения высокооборотного ротора центрифуги.
Однако в данной центрифуге не осуществлена достаточная центровка коллектора с отборными трубками относительно стенки ротора, что приводит к снижению эффективности разделения газовой смеси.
Ближайшим техническим решением к предложенному является газовая центрифуга, включающая корпус с крышкой, установленный в нем тонкостенный цилиндрический ротор, снабженный крышкой и размещенным в его полости газовым коллектором, состоящим из концентрично расположенных с зазорами неподвижных трубок подачи газовой смеси и отборных трубок тяжелой и легкой фракций, нижнюю опору ротора и его верхнюю магнитную опору, содержащую укрепленную на крышке ротора ферромагнитную втулку, охватывающую с зазором наружную трубку газового коллектора, и цилиндрический аксиально намагниченный магнит с полюсным наконечником, установленный над указанной втулкой на крышке корпуса, магнит снабжен на его верхней части фиксирующей меткой, указывающей направление смещения магнитного поля системы магнит - наконечник относительно геометрической оси наконечника. На верхнем торце газового коллектора выполнена канавка, расположенная на одной прямой с осью коллектора и перпендикулярно прямой, проходящей через ось коллектора и входное отверстие отборной трубки газовой фракции. Фиксирующая метка и канавка расположены на одной прямой с осью коллектора (RU 2161538 C1 7, B04B 5/08, 06.12.1999). Это обеспечивает большую точность радиального положения входного отверстия отборной трубки относительно стенки ротора и обеспечивает повышение эффективности разделения исходной смеси на фракции, однако учитывает в большей степени только радиальное разделение компонентов под действием центробежных сил и в меньшей степени учитывает движение слоя газа, движущегося вдоль стенки ротора, т.к. входное отверстие отборной трубки направлено навстречу радиальному потоку. Это снижает возможную эффективность разделения.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности разделения газовой смеси за счет оптимизации расположения отверстий отборных трубок к газовым потокам.
Этот результат достигается тем, что в предложенной газовой центрифуге, включающей корпус с крышкой, установленный в нем тонкостенный цилиндрический ротор, снабженный крышкой и размещенным в его полости газовым коллектором, состоящим из концентрично расположенных с зазорами неподвижных трубок подачи газовой смеси и отборных трубок тяжелой и легкой фракций, нижнюю опору ротора и его верхнюю магнитную опору, содержащую укрепленную на крышке ротора ферромагнитную втулку, охватывающую с зазором наружную трубку газового коллектора, и цилиндрический аксиально намагниченный магнит с полюсным наконечником, установленный над указанной втулкой на крышке корпуса, входные отверстия отборных трубок газовых фракций установлены навстречу векторной сумме радиального и осевого направлений циркулирующих слоев газа и смещения потока, вызванного Кориолисовым ускорением, возникающим при вращении ротора (переносное движения) и относительного движения газа вдоль стенки ротора. Векторная сумма определяется расчетным методом для конкретной газовой центрифуги с учетом ее параметров, таких как рабочая скорость, газодинамические и температурные особенности работы.
Изобретение поясняется чертежами.
Фиг. 1 - продольный разрез центрифуги.
Фиг. 2 - предлагаемое положение входного отверстия отборной трубки.
Газовая центрифуга включает корпус 1 с крышкой 2, установленный в нем тонкостенный цилиндрический ротор 3, снабженный крышкой 4 и размещенным в его полости газовым коллектором 5, состоящим из концентрично расположенных с зазорами неподвижных трубок 6 подачи газовой смеси и отборных трубок 7 и 8 тяжелой и легкой фракции, нижнюю опору ротора 9 и его верхнюю магнитную опору, содержащую укрепленную на крышке ротора ферромагнитную втулку 10, охватывающую с зазором наружную трубку газового коллектора 5, и цилиндрический аксиально намагниченный магнит 11 с полюсным наконечником 12, установленный над указанной втулкой на крышке корпуса. Ротор центрифуги приводится во вращение электродвигателем 13. На Фиг. 2 показана отборная трубка, входное отверстие которой образовано отсечением ее конечной части от крайней ближайшей к стенки ротора точки под углом с нижней стороны секущей плоскостью, при этом угол наклона этой плоскости определяется векторной суммой радиального и осевого направлений циркулирующих слоев газа и смещения потока, вызванного Кориолисовым ускорением.
Перед работой центрифуги осуществляют центровку коллектора с отборными трубками относительно стенки ротора.
Газовая центрифуга работает следующим образом. Подаваемая в полость ротора 3 через коллектор 5 исходная смесь газов на рабочей скорости вовлекается во вращение, и центробежное поле сил вызывает частичное разделение компонентов газовой смеси вдоль радиуса ротора центрифуги, при этом более тяжелые молекулы концентрируются у стенки ротора, а более легкие - у его оси. Радиальный коэффициент разделения для центробежного процесса зависит от абсолютной разницы молекулярных масс компонентов. Одновременно в центрифуге создается противоточная циркуляция газа за счет взаимодействия вращающегося газа с неподвижной отборной трубкой 7 тяжелой фракции. При прямой схеме организации противотока поток циркуляции возбуждается в направлении сноса тяжелой компоненты к верхнему отборнику, а если в противоположном, то обратной циркуляцией. Это заставляет слой газа, обогащенный тяжелым компонентом, двигаться вдоль стенки ротора к одному из концов ротора и попадать во входное отверстие отборной трубки, а слой, находящийся в центральной зоне ротора и обогащенный легким компонентом, к другому его концу, т.е. возникает известная в разделительной технике схема противоточной циркуляции, как в ректификационной колонне. С увеличением длины ротора возрастает полный осевой перепад концентраций. Одновременно вклад в циркуляцию вносит и течение, возбуждаемое силами термической конвекции, который может быть весьма заметным при разнице температур верха и низа ротора. В связи с тем, что основная часть газового потока тяжелой фракции проходит у стенки ротора на рабочей скорости, особенно важно направить входное отверстие отборной трубки с учетом этого движения. Таким образом, возникают два направления потока и предлагаемое изобретение, устанавливая входные отверстия отборных трубок навстречу векторной сумме радиального и осевого направлений движения циркулирующих слоев газа и смещения потока, вызванного Кориолисовым ускорением, возникающим при вращении ротора (переносное движение) и относительного движения газа вдоль стенки ротора, оптимально учитывает оба потока. Изобретение обеспечивает повышение эффективности разделения исходной смеси на фракции.
Claims (1)
- Газовая центрифуга, включающая корпус с крышкой, установленный в нем тонкостенный цилиндрический ротор, снабженный крышкой и размещенным в его полости газовым коллектором, состоящим из концентрично расположенных с зазорами неподвижных трубок подачи газовой смеси и отборных трубок тяжелой и легкой фракций, нижнюю опору ротора и его верхнюю магнитную опору, содержащую укрепленную на крышке ротора ферромагнитную втулку, охватывающую с зазором наружную трубку газового коллектора, и цилиндрический аксиально намагниченный магнит с полюсным наконечником, установленный над указанной втулкой на крышке корпуса, отличающаяся тем, что входные отверстия отборных трубок газовых фракций установлены навстречу векторной сумме радиального и осевого направлений движения циркулирующих слоев газа и смещения потока, вызванного Кориолисовым ускорением.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156519A RU2638391C2 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Газовая центрифуга |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156519A RU2638391C2 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Газовая центрифуга |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015156519A RU2015156519A (ru) | 2017-07-04 |
RU2638391C2 true RU2638391C2 (ru) | 2017-12-13 |
Family
ID=59309533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015156519A RU2638391C2 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Газовая центрифуга |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2638391C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1382300A (en) * | 1971-08-07 | 1975-01-29 | Dornier Ag | Contactless rotor assembly |
SU1097377A1 (ru) * | 1977-11-15 | 1984-06-15 | Академи Дер Виссеншафтен Дер Ддр (Инопредприятие) | Центрифуга дл разделени смесей газов |
RU2059446C1 (ru) * | 1993-05-26 | 1996-05-10 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Газовая центрифуга |
RU2077392C1 (ru) * | 1994-07-04 | 1997-04-20 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Агрегат газовых центрифуг |
RU2115481C1 (ru) * | 1997-01-22 | 1998-07-20 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Газовая центрифуга |
RU2355487C2 (ru) * | 2007-06-04 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика", (ОАО "Газпромнефть-ННГГФ") | Способ рекультивации торфяной почвы, загрязненной нефтепродуктами |
-
2015
- 2015-12-29 RU RU2015156519A patent/RU2638391C2/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1382300A (en) * | 1971-08-07 | 1975-01-29 | Dornier Ag | Contactless rotor assembly |
SU1097377A1 (ru) * | 1977-11-15 | 1984-06-15 | Академи Дер Виссеншафтен Дер Ддр (Инопредприятие) | Центрифуга дл разделени смесей газов |
RU2059446C1 (ru) * | 1993-05-26 | 1996-05-10 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Газовая центрифуга |
RU2077392C1 (ru) * | 1994-07-04 | 1997-04-20 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Агрегат газовых центрифуг |
RU2115481C1 (ru) * | 1997-01-22 | 1998-07-20 | Центральное конструкторское бюро машиностроения | Газовая центрифуга |
RU2355487C2 (ru) * | 2007-06-04 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика", (ОАО "Газпромнефть-ННГГФ") | Способ рекультивации торфяной почвы, загрязненной нефтепродуктами |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015156519A (ru) | 2017-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8459464B2 (en) | Apparatus and method for sedimentation field-flow fractionation | |
JP6626842B2 (ja) | 湿性ガス圧縮機からの乾性ガスの抽出 | |
US11167231B2 (en) | Swirl generating pipe element and process for gas-liquid separation using the same | |
US9995310B2 (en) | Rotary pump comprising a rotor and delivery elements | |
FI66056C (fi) | Separeringsmaskin | |
RU2638391C2 (ru) | Газовая центрифуга | |
GB1186184A (en) | Improvements in or relating to Separation Apparatus. | |
US2536423A (en) | Centrifuge for separating gas mixtures | |
EP0486492A1 (en) | Centrifugal separator | |
US7393178B2 (en) | Stator vane stage actuated by a rotary actuator ring moved by electric motor means | |
EP0380605B1 (en) | Method and apparatus for flow field flow fractionation | |
US3219265A (en) | Centrifuges, e.g., ultracentrifuges for the separation of gases | |
CN209130047U (zh) | 一种多孔质节流器气浮转台 | |
US3955757A (en) | Ultracentrifuge for separating fluid mixtures | |
SE535770C2 (sv) | Centrifugalsepareringsanordning | |
RU2115481C1 (ru) | Газовая центрифуга | |
US2081406A (en) | Method for concentrating and separating the components of gaseous mixtures | |
JP2011503600A (ja) | 遠心分配クロマトグラフィ装置およびこの装置によって実行される方法 | |
RU91536U1 (ru) | Газовая центрифуга с возможностью корректировки зазора между отборной трубкой и стенкой ротора | |
RU90360U1 (ru) | Газовая центрифуга с оптимальной проводимостью трассы тяжелой фракции | |
JP5435378B2 (ja) | 磁気軸受装置及び該磁気軸受装置を搭載した固液分離機 | |
CN104478035A (zh) | 一种磁悬浮水力离心装置 | |
SU439753A1 (ru) | Устройство дл непрерывного двухмерного хроматографического разделени многокомпонентных смесей | |
RU2638392C2 (ru) | Магнитная опора с дополнительной магнитной системой | |
Dasarathy et al. | An improved design of spiral tube assembly for separation of proteins by high-speed counter-current chromatography |