RU55636U1

RU55636U1 - SEPARATOR GAS-LIQUID VERTICAL VORTEX TYPE

Info

Publication number: RU55636U1
Application number: RU2006106960/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Рогожкин
Original assignee: Сергей Анатольевич Рогожкин
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Полезная модель предназначена для осаждения мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока в поле центробежных сил и применяется в нефтяной, газовой, машиностроительной, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Технический результат - более раннее изолирование основной массы выделенных жидкости и механических примесей от остального газожидкостного потока, исключающее эффект обратного захвата жидкости этим потоком, что приводит к повышению эффективности сепарации, и, следовательно, повышению качества газа на выходе сепаратора. Сущность полезной модели состоит в том, что сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, верхнюю и нижнюю крышки, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор и сепарационное устройство, дополнительно содержит карман, образованный сверху горизонтальной пластиной, с боков - цилиндрической стенкой корпуса, вертикальной пластиной, перпендикулярной корпусу, и вертикальной изогнутой пластиной, причем этот карман является открытым навстречу движения газожидкостного потока и снизу, а нижний край вертикальной пластины, перпендикулярной корпусу, расположен выше нижнего края вертикальной изогнутой пластины. При этом сепарационное устройство может быть выполнено цилиндрической формы и установлено либо на одной оси с корпусом сепаратора, либо со смещением относительно оси корпуса сепаратора так, чтобы расстояние от сепарационного устройства до стенок корпуса, дефлектора и вертикальной изогнутой пластины было одинаковым по всей окружности вокруг сепарационного устройства. В последнем случае карман может быть выполнен расширяющимся к вертикальной пластине, перпендикулярной корпусу. Горизонтальная пластина может быть выполнена в виде части верхней крышки, с которой соединены торцы вертикальной пластины, перпендикулярной корпусу, и вертикальной изогнутой пластины. 4 з.п., 2 илл.The utility model is intended for the deposition of finely dispersed and aerosol liquid and solid particles from a gas stream in a field of centrifugal forces and is used in the oil, gas, machine-building, food, chemical and other industries. The technical result is an earlier isolation of the bulk of the separated liquid and mechanical impurities from the rest of the gas-liquid stream, eliminating the effect of re-capture of the liquid by this stream, which leads to an increase in the separation efficiency, and, consequently, an increase in the quality of the gas at the separator outlet. The essence of the utility model consists in the fact that the separator containing a vertical cylindrical body, upper and lower covers, inlet, outlet, drain pipes, deflector and separation device further comprises a pocket formed from above by a horizontal plate, from the sides by a cylindrical wall of the body, a vertical plate perpendicular to the body and a vertical curved plate, and this pocket is open towards the movement of gas-liquid flow and from below, and the lower edge of the vertical plate, perpend Ocular housing, located above the lower edge of the vertical curved plate. In this case, the separation device can be made cylindrical and mounted either on the same axis as the separator body, or offset relative to the axis of the separator body so that the distance from the separation device to the walls of the housing, the deflector, and the vertical curved plate is the same around the entire circumference around the separation device . In the latter case, the pocket can be made expandable to a vertical plate perpendicular to the housing. The horizontal plate can be made in the form of a part of the upper cover, to which the ends of the vertical plate, perpendicular to the body, and the vertical curved plate are connected. 4 cp, 2 ill.

Description

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

Известен сепаратор СЦВ-5 (патент RU 2188062) [1], содержащий вертикальный цилиндрический корпус, входной и выходной патрубки, дефлектор, сепарационный пакет.Known separator STsV-5 (patent RU 2188062) [1], containing a vertical cylindrical body, inlet and outlet pipes, deflector, separation bag.

Недостатком сепаратора СЦВ-5 является то, что желоба, сужающиеся по ходу движения в них жидкостной пленки к внутренней поверхности корпуса аппарата, закрывают значительную часть живого сечения между корпусом и сепарационным пакетом, что в последнем случае приводит к росту потерь напора в аппарате и хаотическому движению газожидкостной смеси в этом пространстве и уносу значительной части жидкой фазы во внутрь сепарационного пакета; кроме того, щель, расположенная за желобами по ходу движения потока, полностью перекрыта, т.е. не участвует в сепарационном процессе и создает дополнительные потери напора; наличие двух сепарационных камер - верхней и нижней, связанных между собой гидрозатворным сливом, делает конструкцию громоздкой и малопроизводительной. Увеличение нагрузки по газу приводит к увеличению сопротивления сепарационного блока, т.е. к увеличению разности давления в нижней и верхней камерах. Чтобы гидрозатвор справился, необходимо его увеличивать по высоте, т.е. увеличивать высоту корпуса аппарата.The drawback of the SCV-5 separator is that the troughs, which narrow as the liquid film moves in them to the inner surface of the apparatus body, cover a significant part of the live section between the body and the separation bag, which in the latter case leads to an increase in the pressure loss in the apparatus and to chaotic movement a gas-liquid mixture in this space and the entrainment of a significant part of the liquid phase into the inside of the separation bag; in addition, the gap located behind the troughs in the direction of flow is completely blocked, i.e. does not participate in the separation process and creates additional pressure losses; the presence of two separation chambers - the upper and lower, interconnected by a water-tight drain, makes the construction cumbersome and inefficient. An increase in gas load leads to an increase in the resistance of the separation unit, i.e. to increase the pressure difference in the lower and upper chambers. In order for the water seal to cope, it is necessary to increase it in height, i.e. increase the height of the device.

Известен также малогабаритный высокоэффективный сепаратор СЦВ-5 (патент RU 2221625, дата публикации 2004.01.20) [2], содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из плоских изогнутых и дугообразных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, в верхней внутренней 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.Also known is a small-sized high-performance separator STsV-5 (patent RU 2221625, publication date 2004.01.20) [2] containing a vertical cylindrical body, horizontal cover, inlet, outlet, drain pipe, deflector, vertical separation bag, consisting of flat curved and arcuate plates, which form slotted channels in the overlap zone, an annular pocket-trap is formed in the upper inner part of the separation package in the hole of the horizontal cover, formed by the outer lower part of the cylindrical surface the surface of the outlet pipe, the lower surface of the lid and the inner surface of the upper part of the separation plates.

Недостатком указанного сепаратора является то, что прижатая на выходе из дефлектора жидкостная (тяжелая) фаза газожидкостного потока с механическими The disadvantage of this separator is that pressed at the outlet of the deflector liquid (heavy) phase of the gas-liquid flow with mechanical

примесями на всем протяжении своего пути от дефлектора до ложного днища непосредственно контактирует с вращающейся вокруг сепарационного пакета газовой (легкой) фазой. Это, а также то, что скорость движения тяжелой фазы снижается в результате трения о внутреннюю поверхность корпуса, приводит к нежелательному обратному захвату части жидкости и примесей указанной газовой фазой, что увеличивает нагрузку на сепарационный пакет, и, следовательно, приводит к снижению эффективности сепарации.impurities throughout its entire path from the deflector to the false bottom is in direct contact with the gas (light) phase rotating around the separation package. This, as well as the fact that the velocity of the heavy phase decreases as a result of friction against the inner surface of the housing, leads to undesirable re-capture of part of the liquid and impurities by the indicated gas phase, which increases the load on the separation package, and, consequently, reduces the separation efficiency.

Указанный сепаратор по патенту №2221625 является по совокупности существенных признаков наиболее близким сепаратором того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемой полезной модели.The specified separator according to patent No. 2221625 is the combination of essential features the closest separator 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 повышение эффективности сепарации и качества газового потока на выходе сепаратора.The technical problem to which the claimed utility model is directed is to increase the separation efficiency and the quality of the gas stream at the separator outlet.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является более раннее изолирование основной массы выделенных жидкости и механических примесей от остального газожидкостного потока, исключающее эффект обратного захвата жидкости этим потоком, что приводит к повышению эффективности сепарации, и, следовательно, повышению качества газа на выходе сепаратора.The technical result provided by the claimed utility model is an earlier isolation of the bulk of the separated liquid and mechanical impurities from the rest of the gas-liquid stream, eliminating the effect of re-capture of the liquid by this stream, which leads to an increase in the separation efficiency, and, consequently, an increase in the quality of the gas at the separator outlet.

Сущность полезной модели состоит в том, что сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, верхнюю и нижнюю крышки, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор и сепарационное устройство, дополнительно содержит карман, образованный сверху горизонтальной пластиной, с боков - цилиндрической стенкой корпуса, вертикальной пластиной, перпендикулярной корпусу, и вертикальной изогнутой пластиной, причем этот карман является открытым навстречу движения газожидкостного потока и снизу, а нижний край вертикальной пластины, перпендикулярной корпусу, расположен выше нижнего края вертикальной изогнутой пластины. При этом сепарационное устройство может быть выполнено цилиндрической формы и установлено либо на одной оси с корпусом сепаратора, либо со смещением относительно оси корпуса сепаратора так, чтобы расстояние от сепарационного устройства до стенок корпуса, дефлектора и вертикальной изогнутой пластины было одинаковым по всей окружности вокруг сепарационного устройства. В последнем случае карман может быть выполнен расширяющимся к вертикальной пластине, The essence of the utility model consists in the fact that the separator containing a vertical cylindrical body, upper and lower covers, inlet, outlet, drain pipes, deflector and separation device further comprises a pocket formed from above by a horizontal plate, from the sides by a cylindrical wall of the body, a vertical plate perpendicular to the body and a vertical curved plate, and this pocket is open towards the movement of gas-liquid flow and from below, and the lower edge of the vertical plate, perpend Ocular housing, located above the lower edge of the vertical curved plate. In this case, the separation device can be made cylindrical and mounted either on the same axis as the separator body, or offset relative to the axis of the separator body so that the distance from the separation device to the walls of the housing, the deflector, and the vertical curved plate is the same around the entire circumference around the separation device . In the latter case, the pocket may be made expandable to a vertical plate,

перпендикулярной корпусу. Горизонтальная пластина может быть выполнена в виде части верхней крышки, с которой соединены торцы вертикальной пластины, перпендикулярной корпусу, и вертикальной изогнутой пластины.perpendicular to the body. The horizontal plate can be made in the form of a part of the upper cover, to which the ends of the vertical plate, perpendicular to the body, and the vertical curved plate are connected.

На фиг.1 изображен сепаратор в продольном сечении (сечении А-А фиг.2), на фиг.2 - в поперечном сечении Б-Б фиг.1.In Fig.1 shows a separator in longitudinal section (section aa of Fig.2), Fig.2 - in cross section bb of Fig.1.

СЕПАРАТОР ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВИХРЕВОГО ТИПА (фиг.1, 2) состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 верхней крышки 2, в которой расположен выходной патрубок 3, нижней крышки 4, в которой расположен сливной патрубок 5, входного патрубка 6, соединенного с корпусом 1 в верхней его части, дефлектора 7, формирующего вращательное движение газожидкостного потока внутри сепаратора, сепарационного устройства 8 и кармана 9 для улавливания и транспортировки механических примесей, капельной и пленочной жидкости из зоны сепарации.GAS-LIQUID VERTICAL SEPARATOR Vortex TYPE (Fig. 1, 2) consists of a vertical cylindrical body 1 of the upper cover 2, in which the outlet pipe 3 is located, the lower cover 4, in which the drain pipe 5 is located, the inlet pipe 6 connected to the housing 1 in the upper its part, the deflector 7, forming the rotational movement of the gas-liquid flow inside the separator, the separation device 8 and the pocket 9 for trapping and transporting mechanical impurities, droplet and film liquid from the separation zone.

Карман 9 содержит ограничивающую его сверху горизонтальную пластину 10, вертикальную пластину 11, установленную перпендикулярно стенке корпуса сепаратора, и вертикальную изогнутую пластину 12. Для целей улавливания и транспортировки механических примесей, капельной и пленочной жидкости из зоны сепарации 13 карман 9 является открытым навстречу движения газожидкостного потока и снизу. Для этой же цели высота вертикальной изогнутой пластины 12 больше высоты вертикальной пластины 11.The pocket 9 contains a horizontal plate 10 bounding it from above, a vertical plate 11 mounted perpendicular to the wall of the separator body, and a vertical curved plate 12. For the purpose of trapping and transporting mechanical impurities, droplet and film liquid from the separation zone 13, the pocket 9 is open towards the movement of the gas-liquid flow and from below. For the same purpose, the height of the vertical curved plate 12 is greater than the height of the vertical plate 11.

Отношение площади сечения корпуса сепаратора к основным геометрическим параметрам составляет: к площади сечения сепарационного устройства 2-2,5. Отношение высоты сепарационного устройства к его внутреннему диаметру: 2,3-2,5.The ratio of the cross-sectional area of the separator body to the main geometric parameters is: to the cross-sectional area of the separation device 2-2.5. The ratio of the height of the separation device to its inner diameter: 2.3-2.5.

Примеры конкретного выполнения.Examples of specific performance.

Пример 1.Example 1

Форма сепарационного устройства 8 и его расположение в сепараторе выполнено по известной схеме согласно описанию изобретения к патенту №2221625 [2].The shape of the separation device 8 and its location in the separator is made according to the known scheme according to the description of the invention to patent No. 2221625 [2].

Пример 2.Example 2

Форма сепарационного устройства 8 выполнено по известной схеме согласно описанию изобретения к патенту №2221625 [2]. При этом ось сепарационного устройства 8 смещена относительно оси корпуса 1 сепаратора так, чтобы расстояние от сепарационного устройства 8 до стенок корпуса 1, дефлектора 7 и вертикальной изогнутой пластины 12 было одинаковым по всей окружности. При The shape of the separation device 8 is made according to the known scheme according to the description of the invention to patent No. 2221625 [2]. The axis of the separation device 8 is offset relative to the axis of the separator housing 1 so that the distance from the separation device 8 to the walls of the housing 1, the deflector 7 and the vertical curved plate 12 is the same around the entire circumference. At

этом вертикальная изогнутая пластина 12 установлена относительно корпуса 1 сепаратора так, что карман 9 расширяется к вертикальной пластине 11.this vertical curved plate 12 is installed relative to the housing 1 of the separator so that the pocket 9 extends to the vertical plate 11.

Горизонтальная пластина 10 выполнена в виде части верхней крышки, к которой примыкают вертикальная пластина 11, перпендикулярная корпусу 1, и вертикальная изогнутая пластина 12.The horizontal plate 10 is made in the form of a part of the top cover, which is adjacent to the vertical plate 11, perpendicular to the housing 1, and a vertical curved plate 12.

Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.

Газожидкостная смесь подводится в сепаратор через входной патрубок 6, расположенный в верхней его части. Дефлектор 7 препятствует поступлению газожидкостного потока в осевую зону сепарационного устройства 8 без предварительного разделения потока.The gas-liquid mixture is supplied to the separator through the inlet pipe 6 located in its upper part. The deflector 7 prevents the flow of gas-liquid flow into the axial zone of the separation device 8 without prior separation of the flow.

В криволинейном пространстве, образованной стенкой корпуса 1 и сепарационным устройством 8, из газового потока выделяется основная масса жидкости и механические примеси. Капли жидкости и механические примеси отбрасываются центробежной силой на стенки корпуса 1 сепаратора и под действием инерционных и гравитационных сил движутся по ходу газового потока вдоль этой стенки по нисходящей спирали и попадают в карман 9, где они тормозятся вертикальной пластиной 11. Далее под действием гравитационных сил и увлекаемые газожидкостным потоком, движущимся через открытую нижнюю часть кармана 9, жидкость и механические примеси транспортируются в нижнюю часть 14 сепаратора, и далее - к сливному патрубку 5. За счет наличия вертикальной изогнутой пластины 12, нижний край которой размещен ниже нижнего края вертикальной пластины 11, отсепарированные жидкость и механические примеси защищены от захвата вращающимся газожидкостным потоком. Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на корпусе 1, попадает на сепарационное устройство 8, задерживается им, а затем транспортируется в нижнюю часть 14 сепаратора, и далее - к сливному патрубку 5.In the curved space formed by the wall of the housing 1 and the separation device 8, the bulk of the liquid and mechanical impurities are released from the gas stream. Liquid droplets and mechanical impurities are discarded by centrifugal force on the walls of the separator housing 1 and under the action of inertial and gravitational forces move along the gas flow along this wall in a downward spiral and fall into pocket 9, where they are inhibited by a vertical plate 11. Then, under the influence of gravitational forces and entrained by the gas-liquid flow moving through the open lower part of the pocket 9, the liquid and mechanical impurities are transported to the lower part 14 of the separator, and then to the drain pipe 5. Due to the presence of a curved vertical plate 12, the lower edge of which is located below the lower edge of the vertical plate 11, the separated liquid and solids are protected from entrapment by a rotating gas-liquid flow. A finely divided dropping liquid that does not settle on the housing 1, enters the separation device 8, is delayed by it, and then transported to the lower part of the separator 14, and then to the drain pipe 5.

В заявляемой полезной модели заявляемый технический результат: более раннее изолирование основной массы выделенных жидкости и механических примесей от остального газожидкостного потока, достигается за счет наличия в сепараторе кармана, образованного сверху горизонтальной пластиной, с боков - цилиндрической стенкой корпуса, вертикальной пластиной, перпендикулярной корпусу, и вертикальной изогнутой пластиной, а также за счет того, что карман является открытым навстречу движения газожидкостного потока и снизу, причем нижний край вертикальной пластины, перпендикулярной корпусу, расположен In the claimed utility model, the claimed technical result: earlier isolation of the main mass of the separated liquid and mechanical impurities from the rest of the gas-liquid flow, is achieved due to the presence in the separator of a pocket formed from above by a horizontal plate, with sides - a cylindrical wall of the housing, a vertical plate perpendicular to the housing, and vertical curved plate, and also due to the fact that the pocket is open towards the movement of the gas-liquid flow and from the bottom, and the lower edge of the vert cial plate perpendicular to the body, located

выше нижнего края вертикальной изогнутой пластины. Такое техническое решение позволяет исключить эффект обратного захвата жидкости вращающимся вокруг сепарационного устройства газожидкостным потоком, что приводит к повышению эффективности сепарации, и, следовательно, повышению качества газа на выходе сепаратора.above the bottom edge of a vertical curved plate. This technical solution allows to eliminate the effect of re-capture of the liquid by a gas-liquid flow rotating around the separation device, which leads to an increase in the separation efficiency, and, consequently, an increase in the gas quality at the separator outlet.

Производство заявляемого сепаратора возможно на предприятиях машиностроительной промышленности.The production of the inventive separator is possible at the enterprises of the engineering industry.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.INFORMATION SOURCES.

1. Патент РФ №2188062, B 01 D 45/12, 2002.1. RF patent No. 2188062, B 01 D 45/12, 2002.

2. Патент РФ №2221625, B 01 D 45/12, 2004.2. RF patent No. 2221625, B 01 D 45/12, 2004.

Claims

1. The separator containing a vertical cylindrical body, upper and lower covers, inlet, outlet, drain pipe, deflector, separation device, characterized in that the separator further comprises a pocket formed from above by a horizontal plate, on the sides - a cylindrical wall of the housing, a vertical plate, perpendicular to the housing, and a vertical curved plate, the pocket being open towards the movement of the gas-liquid flow and from below, the lower edge of the vertical plate being perpendicular the housing is located above the lower edge of the vertical curved plate.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the separation device is cylindrical, and the axis of the separator body and the separation device are the same.

3. The separator according to claim 1, characterized in that the separation device is cylindrical, and the axis of the separation device is offset from the axis of the separator body so that the distance from the separation device to the walls of the housing, the deflector, and the vertical curved plate is the same around the entire circumference separation device.

4. The separator according to claim 3, characterized in that the pocket is made expandable to a vertical plate perpendicular to the housing.

5. The separator according to claim 1, characterized in that the horizontal plate is made in the form of a part of the upper cover, to which the ends of the vertical plate, perpendicular to the body, and a vertical curved plate are connected.