RU2760671C1 - Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows - Google Patents
Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760671C1 RU2760671C1 RU2021106777A RU2021106777A RU2760671C1 RU 2760671 C1 RU2760671 C1 RU 2760671C1 RU 2021106777 A RU2021106777 A RU 2021106777A RU 2021106777 A RU2021106777 A RU 2021106777A RU 2760671 C1 RU2760671 C1 RU 2760671C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- separation
- branch pipe
- conical
- cylindrical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
- F16L55/027—Throttle passages
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сепарационным аппаратам для разделения газожидкостных потоков в технологических процессах газоразделения в производствах нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности. От работы сепарационных аппаратов во многом зависит эффективность производства, совершенствование технологических процессов и современных конструкций аппаратов и оборудования.The invention relates to separation apparatus for separating gas-liquid streams in technological processes of gas separation in the production of oil refining, petrochemical and gas industries. The efficiency of production, the improvement of technological processes and modern designs of devices and equipment largely depend on the operation of the separation apparatus.
Аналогом заявленного технического решения является малогабаритный высокоэффективный сепаратор «СЦВ-5» по патенту РФ: RU 2221625 C1 B01D 45/12 от 04.01.2004 [1], в котором используется сепарационный пакет, для улавливания мелкодисперсных жидких и твердых частиц из газового потока в поле центробежных сил.An analogue of the claimed technical solution is a small-sized high-efficiency separator "STsV-5" under the RF patent: RU 2221625 C1 B01D 45/12 dated 04.01.2004 [1], which uses a separation package for capturing fine liquid and solid particles from a gas stream in the field centrifugal forces.
Для улучшения эффективности сепарации и увеличения производительности по жидкой и газовой фазам предложен сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, сепарационный пакет, состоящий из плоских изогнутых и дугообразных пластин, образующих в зоне нахлестки щелевые каналы.To improve the efficiency of separation and increase the productivity of the liquid and gas phases, a separator is proposed that contains a vertical cylindrical body, a horizontal cover, inlet, outlet, drain pipes, a deflector, a separation package consisting of flat curved and arcuate plates forming slotted channels in the overlap zone.
На внутренней поверхности вертикальной дугообразной пластины, расположенной по ходу движения газожидкостного потока непосредственно, после плоских и дугообразных изогнутых пластин,On the inner surface of a vertical arcuate plate located in the direction of the gas-liquid flow directly, after flat and arcuate curved plates,
образующих в зоне нахлестки щелевые каналы. На внутренней поверхности вертикальной дугообразной пластины, расположенной по ходу движения газожидкостного потока непосредственно после плоских изогнутых пластин пакета, по всей высоте установлены сходящиеся дугообразные направляющие пластины. Эти пластины направлены под углом 30° к горизонтали, которые собирают и транспортируют пленочную жидкость с внутренней поверхности дугообразной пластины в зону щелевого канала.forming slotted channels in the overlap zone. On the inner surface of the vertical arcuate plate, located in the direction of the gas-liquid flow directly after the flat curved plates of the package, converging arcuate guide plates are installed along the entire height. These plates are directed at an angle of 30 ° to the horizontal, which collect and transport the film liquid from the inner surface of the arcuate plate to the area of the slotted channel.
В верхней части сепарационного пакета в отверстии горизонтальной крышки установлена кольцевая карман-ловушка, образованная наружной нижней частью цилиндрической поверхности выходного патрубка, нижней поверхностью крышки и внутренней поверхностью верхней части сепарационных пластин.In the upper part of the separation bag in the hole of the horizontal cover there is an annular pocket-trap formed by the outer lower part of the cylindrical surface of the outlet pipe, the lower surface of the cover and the inner surface of the upper part of the separation plates.
Известны аналогичные изобретению [1], его модификации: патент RU 96784 U1 B01D 45/12 от 15.03.2015 [2], а также патент RU 2320395 С2 B01D 45/12 от 26.02.2006 [3].Known similar to the invention [1], its modifications: patent RU 96784 U1 B01D 45/12 from 03/15/2015 [2], as well as patent RU 2320395 C2 B01D 45/12 from 02/26/2006 [3].
К недостаткам данных устройств относятся:The disadvantages of these devices include:
- наличие дугообразных и изогнутых пластин, размещенных по всей высоте аппарата, занимает большую часть объема сепаратора, что снижает эффективность и рабочий объем для прохождения сепарируемого газа, особенно, если газожидкостная смесь содержит значительную часть жидкой фазы и абразивных примесей. Это может привести к отложениям на дугообразных изогнутых пластинах, что вызовет трудоемкости по очистке отложений на профильных пластинах;- the presence of arcuate and curved plates located along the entire height of the apparatus occupies a large part of the separator volume, which reduces the efficiency and working volume for the passage of the separated gas, especially if the gas-liquid mixture contains a significant part of the liquid phase and abrasive impurities. This can lead to deposits on arcuate curved plates, making it difficult to clean up deposits on the profile plates;
- подача исходного потока разделяемой газожидкостной смеси размещена верхней части сепаратора, а сам процесс сепарации осуществляется по схеме сверху-вниз и газ совершает протяженный путь, для сепарационного процесса, что увеличивает потерю напора, т.е. сопротивление и естественно значительный перепад давления, а это снижает эффективность разделения сепаратора.- the supply of the initial flow of the separated gas-liquid mixture is located in the upper part of the separator, and the separation process itself is carried out according to the top-down scheme and the gas makes an extended path for the separation process, which increases the pressure loss, i.e. resistance and naturally significant pressure drop, and this reduces the separation efficiency of the separator.
Прототипом заявляемого изобретения является «низкотемпературный сепаратор» по патенту РФ: RU 424582 B01D 45/12 от 07.12.71 [4].The prototype of the claimed invention is a "low-temperature separator" under the RF patent: RU 424582 B01D 45/12 from 07.12.71 [4].
Сущность данного устройства состоит в том, что низкотемпературный сепаратор, включающий последовательно установленные сепарационные камеры с завихрителями и газоотводящими патрубками. Для повышения степени осушки газа, в верхней части первой сепарационной камеры установлены перегородка в виде усеченного конуса. Над усеченным конусом расположен завихритель с конусообразным дном последующей сепарационной камеры. Также в последующей сепарационной камере в верней части, установлен сепарирующий колпачок, примыкающий к меньшему основанию усеченного конуса. В каждой сепарационной камере установлен завихритель с тангенциальными щелями, газоотводящий патрубок, концентрично которому размещен сепарирующий колпачок. Для отвода жидкости.The essence of this device lies in the fact that a low-temperature separator, including sequentially installed separation chambers with swirlers and gas outlet pipes. To increase the degree of gas drying, a baffle in the form of a truncated cone is installed in the upper part of the first separation chamber. Above the truncated cone there is a swirler with a conical bottom of the subsequent separation chamber. Also in the subsequent separation chamber in the upper part, a separating cap is installed, adjacent to the smaller base of the truncated cone. Each separation chamber has a swirler with tangential slots, a gas outlet pipe, concentric to which a separating cap is located. For draining liquid.
Работа сепаратора состоит в подаче газа под давлением через открытую задвижку и патрубок в нижнюю камеру через щелевые отверстия завихрителя во внутрь сепарационной камеры. Благодаря тангенциальному вводу, поток газа закручивается и движется по спирали. В поле центробежных сил частицы жидкости отбрасываются на периферию к стенке, коагулируются и двигаются вверх по стенке патрубка, а затем в виде пленки через кольцевые зазоры между газоотводящим патрубком и колпачком сливаются в камеру хранения отсепарированной жидкости.The work of the separator consists in supplying gas under pressure through an open valve and a branch pipe into the lower chamber through the slotted holes of the swirler into the interior of the separation chamber. Thanks to the tangential inlet, the gas flow swirls and moves in a spiral. In the field of centrifugal forces, liquid particles are thrown to the periphery to the wall, coagulate and move up the wall of the branch pipe, and then, in the form of a film, through the annular gaps between the gas outlet branch pipe and the cap, they merge into the storage chamber of the separated liquid.
Очищенный поток газа в нижней сепарационной камере направляется, в вышерасположенную камеру. Благодаря плавному расширению перегородки в виде усеченного конуса, а также конусообразному дну верхнего завихрителя при входе потока в камеру не образуется застойных зон, а также отсутствуют зоны барботажа выделенной жидкости, а, значит, ликвидируется опасность образования гидратов. Размеры щелевых тангенциальных отверстий верхнего завихрителя, включая диаметр верхнего патрубка, а также размеры выходного патрубка и задвижки выбраны таким образом, что расход газа за первой сепарационной камерой обеспечивает увеличение объема его в камере в 1,4-2,5 раза по сравнению с объемом на входе.The cleaned gas flow in the lower separation chamber is directed to the upper chamber. Due to the smooth expansion of the baffle in the form of a truncated cone, as well as the conical bottom of the upper swirler, no stagnant zones are formed when the flow enters the chamber, and there are no zones of bubbling of the released liquid, which means that the risk of hydrate formation is eliminated. The dimensions of the slotted tangential openings of the upper swirler, including the diameter of the upper branch pipe, as well as the dimensions of the outlet branch pipe and the gate valve, are selected in such a way that the gas flow rate behind the first separation chamber provides an increase in its volume in the chamber by 1.4-2.5 times compared to the volume by entrance.
К недостаткам устройства-прототипа относятся следующие:The disadvantages of the prototype device include the following:
- на первой ступени сепарации использована конструкция прямоточно-центробежного патрубка, который обладают ограниченной производительностью. Повышение производительности, при условии достижения высокой степени улавливания, для прямоточно-центробежных патрубков ограничено диаметром патрубка не более 50 мм, в связи с чем, целесообразно на входе использовать другой тип завихрителя;- at the first stage of separation, the design of a direct-flow centrifugal branch pipe is used, which has a limited capacity. An increase in productivity, provided a high degree of collection is achieved, for direct-flow centrifugal nozzles is limited by a nozzle diameter of no more than 50 mm, and therefore, it is advisable to use a different type of swirler at the inlet;
- в устройстве использован многоступенчатый отвод отсепарированной жидкости на внешние патрубки, которые необходимо размещать в различных высотных отметках конструкции сепаратора, что не технологично.- the device uses a multistage drainage of the separated liquid to the external nozzles, which must be placed at different elevation marks of the separator design, which is not technologically feasible.
Поэтому наиболее целесообразно сбор отсепарированной жидкости осуществлять в одном сборнике, а вывод из него осуществлять посредством одного патрубка.Therefore, it is most expedient to collect the separated liquid in one collector, and to carry out the withdrawal from it by means of one branch pipe.
Указанные недостатки были учтены в предлагаемом изобретении, которые рассмотрим более подробно. Основными целями являлись:These disadvantages were taken into account in the proposed invention, which we will consider in more detail. The main goals were:
- осуществить более эффективное двухступенчатое завихрение входящего напорного газожидкостного потока и движения его по спирали с плавными межступенчатыми переходами, с одновременным отводом сепарируемой жидкой фазы. При движении завихренного потока по спирали, целесообразно проводить одновременно с коагуляцией образования капельной взвеси, ускоренный ее отвод, не допуская вторичного уноса;- to carry out a more efficient two-stage swirling of the incoming pressure gas-liquid flow and its movement in a spiral with smooth interstage transitions, with simultaneous removal of the separated liquid phase. When the vortex flow moves in a spiral, it is advisable to carry out simultaneously with the coagulation of the formation of droplet suspension, its accelerated removal, avoiding secondary entrainment;
- на первой ступени сепарации целесообразна установка сепарационной камеры со щелевыми тангенциальными прорезями и патрубком тангенциального ввода в эту камеру напорного исходного потока газа;- at the first stage of separation, it is advisable to install a separation chamber with slotted tangential slots and a tangential inlet pipe into this chamber of a pressure head initial gas flow;
- отвод отсепарированной жидкости осуществлен, по мере ее выделения в сепарационных устройствах, без контакта с сепарируемым потоком газа, а накопление отсепарированной жидкости организовано в общем сборнике в кубовой части сепаратора.- the removal of the separated liquid is carried out, as it is released in the separation devices, without contact with the separated gas flow, and the accumulation of the separated liquid is organized in a common collector in the bottom part of the separator.
Технический результат и сущность прямоточно-центробежного вихревого сепаратора, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, входной и выходные патрубки, последовательно установленные камеры с завихрителями. При этом, в корпусе соосно размещена внутренняя цилиндрическая вставка меньшего диаметра по отношению к корпусу и меньшей длины корпуса, между корпусом и вставкой образовано кольцевое пространство для отвода отсепарированной жидкости. В нижней части внутреннего пространства вставки размещена соосно цилиндрическая сепарационная камера с завихрителями со щелевыми тангенциальными прорезями, ввод в которую осуществлен посредством тангенциального патрубка, выходящего за пределы корпуса. Сепарационная камера снизу закрыта дном, а сверху - диском, в центре которого размещен рабочий патрубок с коническим выходным отверстием - диафрагмой в свободное пространство цилиндрической вставки, при этом проходное сечение рабочего патрубка меньше внутреннего сечения сепарационной камеры. Средняя часть вставки разделена разъемом для отвода отсепарированной жидкости. В месте разъема имеется конический переходник, соединяющий нижнюю часть вставки и нижнее основание цилиндроконического диффузора, цилиндрическая часть которого меньшего диаметра, по отношению к диаметру вставки, а между ними образовано кольцевое пространство, для отвода отсепарированной жидкости из верхней части сепаратора. Верхнее отверстие конической части цилиндроконического диффузора соединено с остроконечными тангенциальными направляющими сепарационного патрубка, в верхней части которого с зазором размещен примыкающий к нему обрамляющий отбойный колпачок. На нижней кромке колпачка закреплен конический направляющий щиток, установленный в зазоре между верхним концом внутренней цилиндрической вставки и, вплотную соединенный с поверхностью колпачка, также в верхней части пространство между концом внутренней цилиндрической вставки и поверхностью патрубка с остроконечными тангенциальными направляющими закрыто конической заслонкой. В средней части у нижнего основания цилиндроконического диффузора и внутренней цилиндрической образующей, имеется кольцевой зазор для выхода отсепарированной жидкости из верхнего завихрителя сепарационного устройства в кольцевое пространство между внутренней поверхностью корпуса и цилиндрической образующей вставки. Также имеются отверстия во внутренней вставке, размещенные по периметру над диском нижнего завихрителя, в кубовой части корпуса размещен сборник отсепарированной жидкости. Вывод отсепарированной жидкости из кубового сборника осуществляют посредством патрубка и размещенного на нем запорного вентиля, а вывод отсепарированного газа осуществляют посредством патрубка, размещенного в верхней части корпуса сепаратора и вентиля, размещенного на патрубке. Техническое решение для разделения газожидкостных потоков представлено на фигуре 1, а прямоточно-центробежного вихревого сепаратора на фигуре 2 представлено сечение в разрезе «А-А» корпуса в месте ввода тангенциального патрубка.The technical result and essence of a direct-flow centrifugal vortex separator, containing a vertical cylindrical body, inlet and outlet pipes, chambers with swirlers installed in series. In this case, an inner cylindrical insert of a smaller diameter in relation to the body and a shorter length of the body is coaxially placed in the body, an annular space is formed between the body and the insert for draining the separated liquid. In the lower part of the inner space of the insert, there is a coaxially cylindrical separation chamber with swirlers with slotted tangential slots, into which is introduced by means of a tangential pipe extending outside the body. The separation chamber is closed from below with a bottom, and from above - by a disc, in the center of which there is a working pipe with a conical outlet - a diaphragm into the free space of a cylindrical insert, while the flow area of the working pipe is less than the internal section of the separation chamber. The middle part of the insert is divided by a connector for draining the separated liquid. In the place of the connector there is a conical adapter connecting the lower part of the insert and the lower base of the cylindrical-conical diffuser, the cylindrical part of which is of a smaller diameter in relation to the diameter of the insert, and an annular space is formed between them to drain the separated liquid from the upper part of the separator. The upper opening of the conical part of the cylindrical-conical diffuser is connected to the pointed tangential guides of the separation pipe, in the upper part of which there is a framing baffle cap adjacent to it with a gap. On the lower edge of the cap, a conical guide plate is fixed, installed in the gap between the upper end of the inner cylindrical insert and closely connected to the surface of the cap, also in the upper part, the space between the end of the inner cylindrical insert and the surface of the branch pipe with pointed tangential guides is closed by a conical valve. In the middle part, at the lower base of the cylindrical-conical diffuser and the inner cylindrical generatrix, there is an annular gap for the separated liquid to exit from the upper swirler of the separation device into the annular space between the inner surface of the housing and the cylindrical generatrix of the insert. There are also holes in the inner insert, located along the perimeter above the disc of the lower swirler, in the bottom part of the body there is a collection of separated liquid. The withdrawal of the separated liquid from the still collector is carried out by means of a branch pipe and a shut-off valve located on it, and the withdrawal of the separated gas is carried out through a branch pipe located in the upper part of the separator body and a valve located on the branch pipe. The technical solution for the separation of gas-liquid flows is presented in figure 1, and the direct-flow centrifugal vortex separator in figure 2 is a cross-sectional section "A-A" of the body at the point of entry of the tangential branch pipe.
Технологические потоки (фигура 1 и фигура 2): I - ввод исходного потока напорного газа; II - вывод отсепарированной жидкости; III - вывод отсепарированного газа.Technological flows (figure 1 and figure 2): I - input of the initial flow of pressure gas; II - withdrawal of the separated liquid; III - outlet of the separated gas.
Элементы конструкции прямоточно-центробежного сепаратора: 1- корпус сепаратора; 2 - входной тангенциальный патрубок; 3 - запорный вентиль; 4 - цилиндрическая вставка; 5 - сепарационная вихревая камера; 6 - дно сепарационной камеры; 7 - диск; 8 - завихритель; 9 - щелевые тангенциальные прорези; 10 - рабочий патрубок; 11 - кольцевой канал для подвода очищаемого газа; 12 - выходное отверстие-диафрагма рабочего патрубка;13 - внутренне пространство вставки 4; 14 - кольцевое пространство для вывода отсепарированной жидкости;15 - цилиндроконический диффузор; 16 - отверстия для вывода отсепарированной жидкости; 17 - внутреннее пространство цилиндроконического диффузора; 18 - конический переходник; 19 - кольцевой канал для прохода отсепарированной жидкости; 20 - верхняя часть цилиндрической вставки 4; 21 - остроконечные тангенциальные направляющие сепарационного патрубка; 22 - конус цилиндроконического диффузора; 23 - щиток на конце конической направляющей; 24 - зазор для прохода отсепарированной жидкости; 25 - коническая перегородка; 26 - канал для прохода отсепарированной жидкости; 27 - канал для отвода жидкости из верхней зоны сепаратора в кольцевое пространство; 28 - коническая направляющая сепарационного патрубка; 29 - сепарационный патрубок; 30 - отбойный колпачок; 31 - внутреннее пространство между патрубком 29 и отбойным колпачком 30; 32- проемы в остроконечных тангенциальных направляющих; 33 - конический наконечник выходного патрубка; 34 - патрубок вывода отсепарированной жидкости; 35 - запорный вентиль. 36 - кубовый сборник отсепарированной жидкости; 37 патрубок вывода отсепарированной жидкости; 38 - запорный вентиль. Техническая сущность прямоточно-центробежного сепаратора заключается в том, что в вертикальном цилиндрическом корпусе 1,содержащем входной 2 и выходные патрубки 34 и 37 завихрители 8 и 21. При этом, в корпусе 1 соосно размещена внутренняя цилиндрическая вставка 4 меньшего диаметра и меньшей длины корпуса 1, между корпусом и вставкой образовано кольцевое пространство 14 для отвода отсепарированной жидкости. В нижней части внутреннего пространства вставки 4, размещена соосно сепарационная вихревая камера 5 с завихрителем 8, со щелевыми тангенциальными прорезями 9. Ввод в сепарационную камеру осуществлен, посредством тангенциального патрубка 2, выходящего за пределы корпуса 1, причем сепарационная камера снизу закрыта дном 6, а сверху-диском 7, в центре диска размещен рабочий патрубок 10.Structural elements of a direct-flow centrifugal separator: 1- separator body; 2 - inlet tangential branch pipe; 3 - shut-off valve; 4 - cylindrical insert; 5 - separation vortex chamber; 6 - the bottom of the separation chamber; 7 - disk; 8 - swirler; 9 - slotted tangential slots; 10 - working branch pipe; 11 - annular channel for supplying the gas to be cleaned; 12 - outlet-diaphragm of the working pipe; 13 - internal space of
Средняя часть вставки 4 выполнена с разъемом 19, с делением вставки на верхнюю 20 и нижнюю 4 части равного диаметра. На границе разъема 19, во внутреннем пространстве верхней части вставки 20 размещен цилиндроконический диффузор 15, состоящий из цилиндрической 15 и конической 22 образующих, причем, цилиндрическая образующая 15 имеет меньший диаметр, по отношению к диаметру вставки 20, с которой образовано кольцевое пространство 26, параллельное с кольцевым пространством 14, которые соединены между собой конической вставкой 18 и проемом 19.The middle part of the
На верхнем выходе конуса 22 цилиндроконического диффузора 15 установлен сепарационный патрубок 29, нижним основанием которого являются остроконечные тангенциальные направляющие 21, вершины которых состыкованы с периметром основания конуса 22.At the upper outlet of the
Сверху сепарационного патрубка 29, соосно установлен с зазором, обрамляющий патрубок, отбойный колпачок 30, на внешней кромке которого закреплена коническая направляющая 28 со щитком 23, образующим зазор 27 между корпусом 1 и щитком.Above the
Также, между верхним концом внутренней цилиндрической вставкой 20 и конической направляющей 25, вплотную примыкающей с поверхностью колпачка в средней части остроконечных тангенциальных направляющих 21, образующими зазор 26 между корпусом 1 и верхней частью цилиндроконической вставки 20, а также имеется зазор 26, образуемый между верхней частью цилиндрической вставки 20 и цилиндроконическим диффузором 15, причем, посредством зазоров осуществляют отвод отсепарированной жидкости в кольцевые пространства 14 и 19, а также отверстия 16 во внутренней вставки 4, размещенные по периметру над диском 7 нижнего завихрителя 9, в кубовый сборник отсепарированной жидкости 35 посредством патрубка 37 и размещенного на нем запорного вентиля 38, а вывод отсепарированного газа осуществляют, посредством патрубка 34, размещенного в верхней части корпуса сепаратора и запорного вентиля 35, размещенного на патрубке.Also, between the upper end of the inner
Способ работы прямоточно-центробежного сепаратора заключается в том, что газожидкостная смесь (поток I) под давлением подводится в вертикальный цилиндрический корпус сепаратора 1 через входной тангенциальный патрубок 2 с запорным вентилем 3 в сепарационную камеру, через щелевые тангенциальные прорези 9 завихрителя 8, размещенную в корпусе цилиндрической вставки 4.The method of operation of the direct-flow centrifugal separator is that the gas-liquid mixture (stream I) is supplied under pressure into the vertical cylindrical body of the
В результате чего, поток газа закручивается и движется по спирали в сепарационной камере 5 и выходит закрученным через выходное отверстие 12 рабочего патрубка 10, поступая во внутреннее пространство вставки 4 и цилиндроконического диффузора 15. Во вставке и диффузоре, в поле центробежных сил частицы жидкости отбрасываются к периферийной области - к внутренней стенке и, в процессе коагуляции, в виде пленочной жидкости стекают по внутренней поверхности вставки цилиндроконического дефлектора вниз. Жидкость накапливается на горизонтальной поверхности диска 7, а затем, через отверстия 8 стекает в кольцевое пространство 14 и далее, в кубовый сборник 35 отсепарированной жидкости.As a result, the gas flow swirls and moves in a spiral in the
Отсепарированный от основной жидкости, закрученный и движущийся вверх по спирали газовый поток поступает в конусную часть 22 цилиндроконического диффузора 15, а затем, проходя через остроконечные тангенциальные направляющие, поступает в сепарационный патрубок 29, в котором получает дополнительную закрутку потока. В результате тангенциальных направляющих и стесненных условий, из-за уменьшенного сечения патрубка 29, происходит увеличение крутки и дополнительная коагуляция мелкодисперсной влаги, которая не смогла выделиться на начальной стадии завихрения в сепарационной камере 5.Separated from the main liquid, swirling and moving up the spiral, the gas flow enters the
Таким образом, благодаря двум, последовательно установленным завихрителям 5 и 29, с различными условиями завихрения (скоростями), осуществляется эффективная сепарация газожидкостного потока, с последовательным выводом в кольцевые пространства 26 и 14, отсепарированной жидкости следующими тремя путями:Thus, thanks to two successively installed swirlers 5 and 29, with different swirl conditions (velocities), effective separation of the gas-liquid flow is carried out, with the sequential discharge of the separated liquid into the
- первый - осуществляется на входном участке, при проходе через остроконечные тангенциальные направляющие, во время закрутки потока отсепарированные взвеси отделяются из периферийных участков и выводятся через проемы 32, которые осуществляют через канал 26,- the first - is carried out at the inlet section, when passing through the pointed tangential guides, during the swirling of the flow, the separated suspensions are separated from the peripheral sections and discharged through the
- второй - по внутренней поверхности сепарационного патрубка 29, в котором закрученный поток поднимается по внутреннему пространству 31, а отсепарированную взвесь выводят через канал 26 по конической направляющей 28,- the second - along the inner surface of the
- третий - вывод остаточной взвеси осуществляют при выводе отсепарированного газа из сепарационного патрубка 29 и при входе в выходной патрубок 34 с коническим наконечником 33, при этом взвесь, накапливаемую на конической направляющей 28, выводят через канал 27 в кольцевое пространство 14, а затем в кубовый сборник 36 (поток III).- the third - the removal of the residual suspension is carried out when the separated gas is removed from the
Отсепарированный газ выводят посредством патрубка 34 и запорного вентиля 35, а отсепарированную жидкость выводят посредством патрубка 37 и запорного вентиля 38 (поток II).The separated gas is discharged through the
По сравнению с известными изобретениями, заявленный - прямоточно-центробежный вихревой сепаратор имеет следующие преимущества:Compared with the known inventions, the claimed direct-flow centrifugal vortex separator has the following advantages:
- подвод исходного газожидкостного потока осуществляют посредством тангенциального патрубка, установленного на входе в сепарационную вихревую камеру с завихрителем со щелевыми тангенциальными прорезями;- the supply of the initial gas-liquid flow is carried out by means of a tangential branch pipe installed at the entrance to the separation vortex chamber with a swirler with slotted tangential slots;
- движение закрученного потока, осуществляемого последовательно, сначала в первом завихрителе сопровождается последовательным удалением отсепарированной жидкости и ее отводом, а затем завихрение во втором сепарационном завихрителе - патрубке с остроконечными тангенциальными направляющими, позволившим сепарацию более мелкодисперсной взвеси и ее отвода в кольцевые пространства 14 и 26;- the movement of the swirling flow, carried out sequentially, first in the first swirler is accompanied by sequential removal of the separated liquid and its removal, and then swirling in the second separation swirler - a branch pipe with pointed tangential guides, which allowed the separation of more finely dispersed suspension and its removal into the
- наличие кольцевых пространств для отвода отсепарированной влаги, которые размещены автономно по всей высоте вертикального сепаратора, которые позволяют отвод отсепарированной влаги осуществлять по месту ее сепарации, без контакта с сепарируемым газом, а потому не допуская возможности вторичного уноса, а отвод отсепарированной влаги из сепаратора осуществлен из одного патрубка 37 (поток II).- the presence of annular spaces for the removal of separated moisture, which are located autonomously along the entire height of the vertical separator, which allow the removal of the separated moisture to be carried out at the place of its separation, without contact with the separated gas, and therefore preventing the possibility of secondary entrainment, and the removal of separated moisture from the separator is carried out from one branch pipe 37 (stream II).
Предложенное техническое решение - использование последовательное двухступенчатого завихрения газового потока с применением патрубка тангенциального ввода и сепарационных завихрителей с эффективным отводом отсепарированной влаги в изолированные кольцевые пространства по всей высоте сепаратора, не допускающие вторичного уноса являются новым конструктивным решением для центробежных сепараторов, а следовательно, соответствует критерию «новизна».The proposed technical solution - the use of a sequential two-stage vortex of the gas flow using a tangential inlet nozzle and separation swirlers with effective removal of separated moisture into isolated annular spaces along the entire height of the separator, preventing secondary entrainment is a new design solution for centrifugal separators, and therefore meets the criterion " novelty".
Вышеприведенная совокупность отличительных признаков заявленной конструкции центробежного сепаратора, не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил данных конструкций прямоточно-центробежных сепараторов, что доказывает соответствию критерию «изобретательский уровень».The above set of distinctive features of the claimed design of a centrifugal separator is not known at this level of technical development and does not follow from the well-known rules of these designs of once-through centrifugal separators, which proves that the criterion of "inventive step" is met.
Источники информации по К-22Sources of information on K-22
1. Патент RU 2221625 C1 B01D 45/12 от 04.01.2004.1. Patent RU 2221625 C1 B01D 45/12 dated 04.01.2004.
2. Патент RU 96784 U1 B01D 45/12 от 15.03.2015.2. Patent RU 96784 U1 B01D 45/12 dated 03/15/2015.
3. Патент RU 2320395 С2 B01D 45/12 от 26.02.2006.3. Patent RU 2320395 С2 B01D 45/12 dated 26.02.2006.
4. SU 424582 B01D 45/12 от 07.12.71 - прототип.4. SU 424582 B01D 45/12 dated 07.12.71 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106777A RU2760671C1 (en) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106777A RU2760671C1 (en) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760671C1 true RU2760671C1 (en) | 2021-11-29 |
Family
ID=79174153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106777A RU2760671C1 (en) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760671C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794725C1 (en) * | 2022-05-18 | 2023-04-24 | Валентин Николаевич Косенков | Centrifugal vortex separator |
CN117919836A (en) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 兰州助剂厂股份有限公司 | Organic peroxide reaction liquid separation device |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1048873A (en) * | 1963-02-27 | 1966-11-23 | Sulzer Ag | Two-stage centrifugal separators |
SU424582A1 (en) * | 1971-12-07 | 1974-04-25 | В. Я. Протасов , Е. Я. Шадрин | LOW-TEMPERATURE SEPARATOR |
US6196004B1 (en) * | 1999-04-05 | 2001-03-06 | W. Stan Lewis | Method and apparatus for condensing both water and a plurality of hydrocarbons entrained in a pressurized gas stream |
RU2320395C2 (en) * | 2006-02-26 | 2008-03-27 | Юрий Иванович Кочубей | High-efficiency liquid-and-gas separator |
RU2344869C2 (en) * | 2007-03-28 | 2009-01-27 | Закрытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП") | Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation |
RU96784U1 (en) * | 2010-03-15 | 2010-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью НПО "Инновация-Техно" | SEPARATOR CENTRIFUGAL VORTEX TYPE VERTICAL "STsV-G" |
RU2500959C2 (en) * | 2012-02-01 | 2013-12-10 | Александр Николаевич Лазарев | Method for natural gas liquefaction and device for its realisation |
RU2536991C1 (en) * | 2013-07-08 | 2014-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрохимических преобразователей" (ООО "ЗЭП") | Device for gas purification from liquid and solid particles |
RU2666414C1 (en) * | 2017-12-12 | 2018-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ЮГАЗ-Инжиниринг" | Separator centrifugal gas-liquid yugas (cgs) |
-
2021
- 2021-03-15 RU RU2021106777A patent/RU2760671C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1048873A (en) * | 1963-02-27 | 1966-11-23 | Sulzer Ag | Two-stage centrifugal separators |
SU424582A1 (en) * | 1971-12-07 | 1974-04-25 | В. Я. Протасов , Е. Я. Шадрин | LOW-TEMPERATURE SEPARATOR |
US6196004B1 (en) * | 1999-04-05 | 2001-03-06 | W. Stan Lewis | Method and apparatus for condensing both water and a plurality of hydrocarbons entrained in a pressurized gas stream |
RU2320395C2 (en) * | 2006-02-26 | 2008-03-27 | Юрий Иванович Кочубей | High-efficiency liquid-and-gas separator |
RU2344869C2 (en) * | 2007-03-28 | 2009-01-27 | Закрытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтегазовой промышленности" (ЗАО "ЦКБ НГП") | Method of liquid separation from gas flow and device for its realisation |
RU96784U1 (en) * | 2010-03-15 | 2010-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью НПО "Инновация-Техно" | SEPARATOR CENTRIFUGAL VORTEX TYPE VERTICAL "STsV-G" |
RU2500959C2 (en) * | 2012-02-01 | 2013-12-10 | Александр Николаевич Лазарев | Method for natural gas liquefaction and device for its realisation |
RU2536991C1 (en) * | 2013-07-08 | 2014-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод электрохимических преобразователей" (ООО "ЗЭП") | Device for gas purification from liquid and solid particles |
RU2666414C1 (en) * | 2017-12-12 | 2018-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ЮГАЗ-Инжиниринг" | Separator centrifugal gas-liquid yugas (cgs) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794725C1 (en) * | 2022-05-18 | 2023-04-24 | Валентин Николаевич Косенков | Centrifugal vortex separator |
CN117919836A (en) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 兰州助剂厂股份有限公司 | Organic peroxide reaction liquid separation device |
CN117919836B (en) * | 2024-03-21 | 2024-05-31 | 兰州助剂厂股份有限公司 | Organic peroxide reaction liquid separation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7144437B2 (en) | Vertically arranged separator for separating liquid from a gas flow | |
US10086385B2 (en) | Inlet device for gravity separator | |
US3990870A (en) | Means and method for separating and collecting particulate matter from a gas flow | |
US3989485A (en) | Process and apparatus for scrubbing exhaust gas from cyclone collectors | |
RU2320391C2 (en) | Device and method of cleaning of fluid medium | |
RU2342182C2 (en) | Separator bath | |
CN111589594A (en) | Cyclone separator, compressor and method for separating liquid from liquid and gas flow | |
RU2760671C1 (en) | Direct-flow centrifugal vortex separator for separating gas-liquid flows | |
RU80768U1 (en) | CENTRIFUGAL GAS-LIQUID SEPARATOR | |
RU2385756C1 (en) | Gas separator | |
RU58379U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS) | |
RU2304455C1 (en) | Vortex gas separator | |
EP1147799A1 (en) | Device to remove liquid from a gas/liquid mixture | |
RU2379121C1 (en) | Vortex centrifugal separator | |
RU2379120C1 (en) | Centrifugal return-uniflow separator | |
RU2056135C1 (en) | Multistaged separator | |
RU2794725C1 (en) | Centrifugal vortex separator | |
RU2760690C1 (en) | Centrifugal-vortex two-flow separator | |
RU2299757C2 (en) | Screen-separator | |
SU1066629A1 (en) | Separator | |
RU59436U1 (en) | GAS VORTEX TYPE EJECTION SEPARATOR (OPTIONS) | |
RU2729239C1 (en) | Vortex separator of compressed gas | |
RU2766568C1 (en) | Gas-liquid separator | |
RU2792571C1 (en) | Gas purification system | |
WO2002020137A2 (en) | Water trap |