RU55301U1

RU55301U1 - SEPARATION VERTICAL DEVICE

Info

Publication number: RU55301U1
Application number: RU2006108230/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Рогожкин
Original assignee: Сергей Анатольевич Рогожкин
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2006-08-10

Abstract

Полезная модель предназначена для осаждения и удаления мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока в поле центробежных сил в вертикальных газожидкостных сепараторах вихревого типа, и применяется в нефтяной, газовой, машиностроительной, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Технический результат: снижение радиальной составляющей инерционных сил, действующих на частицы жидкости при достижении ими внутреннего края лопаток и уменьшение расстояния транспортирования этих частиц с лопатки на лопатку, что приводит к повышению качества сепарации за счет уменьшения срыва сформировавшейся жидкостной пленки с края лопатки и ее уноса в выходное отверстие; упрощение конструкции, и, следовательно, стоимости сепарационного устройства. Сущность полезной модели состоит в том, что устройство сепарационное вертикальное цилиндрическое содержит расположенные по окружности на равном удалении от оси вертикальные сепарационные лопатки, верхнюю крышку с выходным отверстием и круглую пластину, установленную в нижней внутренней части. При этом лопатки попарно образуют сужающиеся по горизонтали к оси сепарационного устройства одинаковые вертикальные каналы, а горизонтальное сечение лопатки представляет собой гладкую кривую, представляющую собой две сопряженные гладкие дуги, центры радиусов кривизны которых расположены по разные стороны лопатки. При этом в горизонтальном сечении устройства касательная к окружности, проходящей через внутренние концы лопаток, лежит на одной прямой с касательной к лопатке в этой точке.The utility model is intended for the deposition and removal of fine and aerosol liquid and solid particles from a gas stream in a centrifugal force field in vertical gas-vortex separators, and is used in the oil, gas, machine-building, food, chemical and other industries. Effect: reducing the radial component of the inertial forces acting on the liquid particles when they reach the inner edge of the blades and reducing the distance of transportation of these particles from the blade to the blade, which improves the quality of separation by reducing the stall of the formed liquid film from the edge of the blade and its entrainment in outlet simplification of the design, and therefore the cost of the separation device. The essence of the utility model consists in that the vertical separation cylindrical device comprises vertical separation vanes located on a circle at an equal distance from the axis, a top cover with an outlet and a round plate mounted in the lower inner part. In this case, the blades pairwise form identical vertical channels tapering horizontally to the axis of the separation device, and the horizontal section of the blade is a smooth curve, which is two conjugated smooth arcs, the centers of radius of curvature of which are located on opposite sides of the blade. Moreover, in a horizontal section of the device, the tangent to the circle passing through the inner ends of the blades lies on a straight line with the tangent to the blade at this point.

3 илл.3 ill.

Description

Полезная модель предназначена для осаждения и удаления мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока в поле центробежных сил в вертикальных газожидкостных сепараторах вихревого типа, и применяется в нефтяной, газовой, машиностроительной, пищевой, химической и других отраслях промышленности.The utility model is intended for the deposition and removal of fine and aerosol liquid and solid particles from a gas stream in a centrifugal force field in vertical gas-vortex separators, and is used in the oil, gas, machine-building, food, chemical and other industries.

Среди сепарационных устройств известен, например, по патенту РФ на изобретение №2188062, МПК 7 B 01 D 45/12, 2002 [1], сепарационный элемент с вертикальными пластинами, составляющими щелевые каналы. Недостатком указанного устройства является наличие пластин разной формы, приводящее к усложнению конструкции и увеличению его стоимости. Кроме того, выполнение пластин согнутыми под тупым углом приводит к срыву значительной части сформировавшейся жидкостной пленки с края пластины и уносу ее внутрь сепарационного устройства и далее - в выходное отверстие, что снижает качество сепарации.Among the separation devices, for example, according to the RF patent for invention No. 2188062, IPC 7 B 01 D 45/12, 2002 [1], a separation element with vertical plates constituting slotted channels is known. The disadvantage of this device is the presence of plates of various shapes, leading to the complexity of the design and increase its cost. In addition, the execution of the plates bent at an obtuse angle leads to the breakdown of a significant part of the formed liquid film from the edge of the plate and its entrainment into the separation device and then into the outlet, which reduces the quality of separation.

Известен также по патенту РФ на изобретение №2221625, МПК 7 B 01 D 45/12, 2004 [2], вертикальный сепарационный пакет, состоящий из плоских изогнутых и дугообразных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы. Недостатком указанного устройства является наличие пластин разной формы, приводящее к усложнению конструкции и, следовательно, увеличению его стоимости. Другим недостатком указанного устройства является выполнение сепарационных лопаток в виде плоских изогнутых пластин, что приводит к срыву некоторой части сформировавшейся жидкостной пленки с края пластины и уносу ее внутрь сепарационного устройства и далее - в выходное отверстие, что снижает качество сепарации.Also known from the RF patent for invention No. 2221625, IPC 7 B 01 D 45/12, 2004 [2], a vertical separation bag consisting of flat curved and arc-shaped plates that form slotted channels in the lap zone. The disadvantage of this device is the presence of plates of various shapes, leading to a complication of the design and, consequently, an increase in its cost. Another disadvantage of this device is the implementation of the separation blades in the form of flat curved plates, which leads to the breakdown of some of the formed liquid film from the edge of the plate and carry it inside the separation device and then into the outlet, which reduces the quality of separation.

Указанный вертикальный сепарационный пакет является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемой полезной модели.The specified vertical separation package is the combination of essential features the closest device of the same purpose to the claimed utility model. Therefore, it is adopted as a prototype of the claimed utility model.

Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции и повышение качества сепарации.The technical problem, which is aimed by the claimed utility model, is to simplify the design and improve the quality of separation.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является снижение радиальной составляющей инерционных сил, действующих на частицы жидкости при достижении ими внутреннего края лопаток и уменьшение The technical result provided by the claimed utility model is to reduce the radial component of the inertial forces acting on the fluid particles when they reach the inner edge of the blades and reduce

расстояния транспортирования этих частиц с лопатки на лопатку, что приводит к повышению качества сепарации за счет уменьшения срыва сформировавшейся жидкостной пленки с края лопатки и ее уноса в выходное отверстие.the transportation distance of these particles from the blade to the blade, which leads to an increase in the quality of separation by reducing the stall of the formed liquid film from the edge of the blade and its entrainment into the outlet.

Другим техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является упрощение конструкции, и, следовательно, стоимости сепарационного устройства.Another technical result provided by the claimed utility model is to simplify the design, and therefore the cost of the separation device.

Сущность полезной модели состоит в том, что устройство сепарационное вертикальное цилиндрическое содержит расположенные по окружности на равном удалении от оси вертикальные сепарационные лопатки, верхнюю крышку с выходным отверстием и круглую пластину, установленную в нижней внутренней части. При этом лопатки попарно образуют сужающиеся по горизонтали к оси сепарационного устройства одинаковые вертикальные каналы, а горизонтальное сечение лопатки представляет собой гладкую кривую, представляющую собой две сопряженные гладкие дуги, центры радиусов кривизны которых расположены по разные стороны лопатки. При этом в горизонтальном сечении устройства касательная к окружности, проходящей через внутренние концы лопаток, лежит на одной прямой с касательной к лопатке в этой точке.The essence of the utility model consists in that the vertical separation cylindrical device comprises vertical separation vanes located on a circle at an equal distance from the axis, a top cover with an outlet and a round plate mounted in the lower inner part. In this case, the blades pairwise form identical vertical channels tapering horizontally to the axis of the separation device, and the horizontal section of the blade is a smooth curve, which is two conjugated smooth arcs, the centers of radius of curvature of which are located on opposite sides of the blade. Moreover, in a horizontal section of the device, the tangent to the circle passing through the inner ends of the blades lies on a straight line with the tangent to the blade at this point.

На фигуре 1 показан вид сбоку вертикального сепарационного устройства с вырывом, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3. - разрез Б-Б фиг.1.Figure 1 shows a side view of a vertical separation device with a breakout, figure 2 is a view a of figure 1, figure 3. - section BB of Fig. 1.

Устройство сепарационное вертикальное (фиг.1, 2) имеет цилиндрическую форму и содержит расположенные по окружности на равном удалении от центра вертикальные сепарационные лопатки 1, которые попарно образуют сужающиеся по горизонтали к центру сепарационного устройства одинаковые вертикальные каналы 2 (фиг.3). Горизонтальное сечение лопатки 1 представляет собой гладкую кривую, представляющую собой две сопряженные гладкие дуги 3, центры радиусов кривизны которых расположены по разные стороны лопатки 1. Касательная к окружности 4, проходящей через внутренние концы лопаток 1, лежит на одной прямой с касательной к лопатке 1 в этой точке, что определяет такое же направление вектора скорости 5 капель жидкости при их срыве с лопаток 1.The vertical separation device (FIGS. 1, 2) has a cylindrical shape and contains vertical separation vanes 1 located on a circle at an equal distance from the center, which pairwise form equal vertical channels 2 tapering horizontally to the center of the separation device (FIG. 3). The horizontal section of the blade 1 is a smooth curve, which is two conjugated smooth arcs 3, the centers of radius of curvature of which are located on opposite sides of the blade 1. The tangent to the circle 4 passing through the inner ends of the blades 1 lies on a straight line with a tangent to the blade 1 in this point, which determines the same direction of the velocity vector of 5 drops of liquid when they break from the blades 1.

Сепарационное устройство также содержит верхнюю крышку 6 с выходным отверстием 7, и круглую пластину 8, установленную в нижней внутренней части устройства.The separation device also includes a top cover 6 with an outlet 7, and a round plate 8 mounted in the lower inner part of the device.

Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.

Гладкая дуга 1 представляет собой дугу окружности.Smooth arc 1 is an arc of a circle.

Выходное отверстие соединено с выходным патрубком (не показано) для отвода очищенного газа.An outlet is connected to an outlet (not shown) for discharging purified gas.

Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенным выше примером.The implementation of the structural elements of the claimed utility model is not limited to the above example.

Устройство сепарационное вертикальное работает следующим образом.The vertical separation device operates as follows.

Устройство сепарационное вертикальное помещают во вращающийся газожидкостный поток.The vertical separation device is placed in a rotating gas-liquid flow.

Газожидкостная смесь, двигаясь вокруг внешней боковой поверхности сепарационного устройства, попадает в каналы 2. За счет разности давлений в выходном отверстии 7 и вокруг сепарационного устройства газожидкостная смесь проходит по вертикальным каналам 2 во внутреннюю часть 9 устройства и далее вверх - к выходному отверстию 7. Мелкодисперсные и аэрозольные частицы жидкости и смоченные ими механические примеси оседают на рабочих поверхностях сепарационного устройства в виде капель и пленки жидкости, которые под действием гравитационных сил по ходу движения газожидкостного потока транспортируются по нисходящим спиралям вниз. Приблизившись таким образом к нижней кромке лопаток 1, основная часть частиц жидкости соскальзывает с них, и транспортируется вниз от сепарационного устройства. Некоторая часть жидкости достигает бокового внутреннего края лопатки, и, за счет сил инерции и формы выполнения лопаток 1, транспортируются с задней поверхности 10 этой лопатки на переднюю поверхность 11 следующей по ходу вращения потока лопатки 1. При этом заявляемая форма выполнения лопатки препятствует попаданию капель жидкости во внутреннюю часть 9 сепарационного устройства, где производится формирование восходящего потока очищенного газа, и транспортированию таких капель этим очищенным потоком к выходному отверстию 7 сепарационного устройства.The gas-liquid mixture, moving around the outer side surface of the separation device, enters the channels 2. Due to the pressure difference in the outlet 7 and around the separation device, the gas-liquid mixture passes through the vertical channels 2 into the inner part 9 of the device and then up to the outlet 7. Fine and aerosol particles of liquid and the mechanical impurities moistened by them settle on the working surfaces of the separation device in the form of droplets and a film of liquid, which under the action of gravitational Sludge in the direction of gas-liquid flow is transported in a downward spiral. Having thus approached the lower edge of the blades 1, the bulk of the liquid particles slides from them, and is transported down from the separation device. Some part of the liquid reaches the lateral inner edge of the blade, and, due to inertia forces and the shape of the blades 1, are transported from the rear surface 10 of this blade to the front surface 11 of the next along the rotation flow of the blade 1. Moreover, the inventive form of the execution of the blade prevents droplets of liquid into the inner part 9 of the separation device, where an upward flow of purified gas is generated, and the transportation of such droplets by this purified stream to the outlet 7 of the separation gas devices.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой полезной модели заявляемый технический результат: упрощение конструкции, и, следовательно, стоимости сепарационного устройства достигается за счет того, что вертикальное сепарационное устройство выполнено цилиндрической формы, содержит расположенные по окружности на равном удалении от оси одинаковые вертикальные сепарационные лопатки, верхнюю крышку с выходным отверстием и круглую пластину, установленную в нижней внутренней части,Thus, from the foregoing, it follows that in the claimed utility model, the claimed technical result is: simplification of the design, and, therefore, the cost of the separation device is achieved due to the fact that the vertical separation device is made of a cylindrical shape, contains identical vertical located on a circle at an equal distance from the axis separation blades, a top cover with an outlet and a round plate mounted in the lower inner part,

Заявляемый технический результат: снижение радиальной составляющей инерционных сил, действующих на частицы жидкости при достижении ими The claimed technical result: a decrease in the radial component of the inertial forces acting on the particles of the liquid when they reach

внутреннего края лопаток и уменьшение расстояния транспортирования этих частиц с лопатки на лопатку, что приводит к повышению качества сепарации за счет уменьшения срыва сформировавшейся жидкостной пленки с края лопатки и ее уноса в выходное отверстие, достигается за счет того, что вертикальные сепарационные лопатки расположены по окружности на равном удалении от оси сепарационного устройства, и попарно образуют сужающиеся по горизонтали к этой оси одинаковые вертикальные каналы, горизонтальное сечение лопатки представляет собой гладкую кривую, представляющую собой две сопряженные гладкие дуги, центры радиусов кривизны которых расположены по разные стороны лопатки, причем в горизонтальном сечении устройства касательная к окружности, проходящей через внутренние концы лопаток, лежит на одной прямой с касательной к лопатке в этой точке.the inner edge of the blades and reducing the distance of transportation of these particles from the blade to the blade, which leads to an increase in the quality of separation by reducing the stall of the formed liquid film from the edge of the blade and its entrainment into the outlet, is achieved due to the fact that the vertical separation blades are located on a circle around equal to the distance from the axis of the separation device, and in pairs form identical vertical channels tapering horizontally to this axis, the horizontal section of the blade is a dkuyu curve representing two conjugated smooth arcs, the centers of radii of curvature which are located on opposite sides of the blade, wherein the apparatus in horizontal section a tangent to a circle passing through the inner ends of the vanes, lies on a straight line with the tangent to the blade at this point.

Производство заявляемого вертикального сепарационного устройства возможно на предприятиях машиностроительной промышленности.The production of the inventive vertical separation device is possible at the enterprises of the engineering industry.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.INFORMATION SOURCES.

1. Патент РФ на изобретение №2188062, МПК 7 B 01 D 45/12, 2002.1. RF patent for the invention No. 2188062, IPC 7 B 01 D 45/12, 2002.

2. Патент РФ на изобретение №2221625, МПК 7 B 01 D 45/12, 2004.2. RF patent for the invention No. 2221625, IPC 7 B 01 D 45/12, 2004.

Claims

The device is a vertical cylindrical separation, containing vertical separation vanes located around the circumference at an equal distance from the axis, a top cover with an outlet and a round plate mounted in the lower inner part, characterized in that the vanes form identical vertical channels tapering horizontally to the axis of the separation device , and the horizontal section of the blade is a smooth curve, which is two conjugate smooth arcs, the centers of radii of curvature which are located on opposite sides of the blade, and in a horizontal section of the device, the tangent to the circle passing through the inner ends of the blades lies on a straight line with the tangent to the blade at this point.