RU71560U1

RU71560U1 - GAS-LIQUID VERTICAL SEPARATOR SEPARATE SWIRL TYPE STsV-8

Info

Publication number: RU71560U1
Application number: RU2007138447/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Рогожкин
Original assignee: Сергей Анатольевич Рогожкин
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2008-03-20

Abstract

1. Сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, верхнюю и нижнюю крышки, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, сепарационное устройство, отличающийся тем, что сепаратор вдоль корпуса непосредственно перед дефлектором со стороны набегающего потока дополнительно содержит одну или более вертикальную пластину развернутую навстречу набегающему потоку.1. A separator comprising a vertical cylindrical body, upper and lower covers, an inlet, outlet, drain pipe, deflector, a separation device, characterized in that the separator along the body immediately in front of the deflector on the flow side further comprises one or more vertical plates deployed towards the flow flow.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что вертикальная пластина имеет прямое горизонтального сечение;2. The separator according to claim 1, characterized in that the vertical plate has a direct horizontal section;

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что вертикальная пластина имеет криволинейное горизонтальное сечение;3. The separator according to claim 1, characterized in that the vertical plate has a curved horizontal section;

4.Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что каждая из вертикальных пластин выполнена заходящей своим краем за край вертикальной изогнутой пластины дефлектора.4. The separator according to claim 1, characterized in that each of the vertical plates is made by setting its edge beyond the edge of the vertical curved deflector plate.

5. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит одну или более вертикальную пластину, задний край которой находится на уровне вертикальной изогнутой пластины дефлектора.5. The separator according to claim 1, characterized in that it further comprises one or more vertical plates, the rear edge of which is at the level of the vertical curved deflector plate.

6. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что сечение образующегося щелевого канала между корпусом сепаратора и гранью пластины со стороны набегающего потока больше чем сечение щелевого канала между краем дефлектора и пластиной.6. The separator according to claim 1, characterized in that the cross section of the formed gap channel between the separator body and the face of the plate on the incoming flow side is larger than the cross section of the gap channel between the edge of the deflector and the plate.

7. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что при наличии нескольких вертикальных пластин края их заходят один за другой и попарно образуют щелевые каналы, при этом сечение образующегося щелевого канала между корпусом сепаратора и гранью пластины со стороны набегающего потока больше чем щелевого канала между краями пластин;7. The separator according to claim 1, characterized in that in the presence of several vertical plates, their edges come one after another and form slotted channels in pairs, while the cross section of the formed slotted channel between the separator body and the plate face from the incoming flow side is larger than the slotted channel between the edges of the plates;

8. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что дефлектор имеет выступающую на встречу набегающему потоку грань являющуюся продолжением вертикальной изогнутой пластины дефлектора, и образует с задней платиной дефлектора и внутренней поверхностью корпуса сепаратора желоб, открытый со стороны набегающего потока.8. The separator according to claim 1, characterized in that the deflector has a face protruding towards the incoming flow, which is a continuation of the vertical curved deflector plate, and forms a chute open from the free flow side with the back plate of the deflector and the inner surface of the separator body.

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 gas-liquid mixture in this space and the ablation 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 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 lap zone, an annular pocket-trap is formed in the upper inner part of the separation package in the hole of the horizontal cover

наружной нижней частью цилиндрической поверхности выходного патрубка, нижней поверхностью крышки и внутренней поверхностью верхней части сепарационных пластин.the outer lower part of the cylindrical 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 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.The disadvantage of this separator is that the liquid (heavy) phase of the gas-liquid flow pressed at the outlet of the deflector with mechanical impurities is in direct contact with the gas (light) phase rotating around the separation packet from the deflector to the false bottom. 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, therefore, reduces the efficiency of separation.

Известен также сепаратор газожидкостный вертикальный вихревого типа по патенту №55636 [3], содержащий вертикальный цилиндрический корпус, верхнюю и нижнюю крышки, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, сепарационное устройство и карман, образованный сверху горизонтальной пластиной, с боков - цилиндрической стенкой корпуса, вертикальной пластиной, перпендикулярной корпусу, и вертикальной изогнутой пластиной, причем карман является открытым навстречу движения газожидкостного потока и снизу.Also known is a gas-liquid vertical vortex-type separator according to patent No. 55636 [3], comprising a vertical cylindrical body, upper and lower covers, inlet, outlet, drain pipes, a deflector, a separation device and a pocket formed from above by a horizontal plate, from the sides a cylindrical wall of the housing , a vertical plate perpendicular to the housing, and a vertical curved plate, and the pocket is open towards the movement of the gas-liquid flow and from below.

Недостатком указанного сепаратора является то, что при падении нагрузки вследствие падения давления на входе в сепаратор и/или уменьшении подачи газожидкостной смеси в сепаратор со стороны открытой части кармана возникают вихревые возмущения потока. Вихревые возмущения возникают следствие недостатка скорости потока и отсутствия в кармане выхода потока по ходу его движения. Возникающие вихревые возмущения запирают карман и препятствуют его нормальной работе, а также препятствуют равномерному движению потока вокруг сепарационного пакета и, следовательно, приводят к снижению эффективности сепарации.The disadvantage of this separator is that when the load drops due to a drop in pressure at the inlet of the separator and / or a decrease in the supply of gas-liquid mixture to the separator from the side of the open part of the pocket, vortex flow disturbances occur. Vortex disturbances arise due to the lack of flow velocity and the absence in the pocket of the outlet of the flow in the direction of flow. The resulting vortex disturbances lock the pocket and impede its normal operation, as well as impede the uniform movement of the flow around the separation bag and, therefore, reduce the separation efficiency.

Указанный сепаратор по патенту №55636 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. 55636 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 во всем диапазоне нагрузок.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 in the entire load range.

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, эффект возникновения вихревых возмущений потока перед карманом, что приводит к повышению эффективности сепарации, и, следовательно, повышению качества газа на выходе сепаратора. Данный технический результат достигается за счет наличия в сепараторе одной или более вертикальной пластины и желобаThe technical result provided by the claimed utility model is the earlier isolation of the bulk of the selected liquid and solids from the rest of the gas-liquid stream, eliminating the effect of re-capture of the liquid by this stream, the effect of the occurrence of vortex perturbations of the stream in front of the pocket, which leads to an increase in separation efficiency, and therefore , improving the quality of the gas at the outlet of the separator. This technical result is achieved due to the presence in the separator of one or more vertical plates and troughs

Кроме того, наличие одной или более вертикальной пластины является дополнительной рабочей сепарационной поверхностью. Придание вертикальным пластинам изогнутой формы в горизонтальном сечении, причем в горизонтальной плоскости касательная к окружности, проходящей через внутренние концы пластин, совпадает с прямой - касательной к пластине в крайней точке, придает осевшей на пластинах жидкости такое же касательное направление движения и препятствует попаданию (срыву) капель жидкости в криволинейное пространство, образованной стенкой корпуса и сепарационным устройством.In addition, the presence of one or more vertical plates is an additional working separation surface. Giving vertical plates a curved shape in a horizontal section, and in the horizontal plane, the tangent to the circle passing through the inner ends of the plates coincides with the straight line - tangent to the plate at the extreme point, gives the liquid that has settled on the plates the same tangential direction of movement and prevents it from falling (stall) drops of liquid into a curved space formed by the wall of the housing and the separation device.

Наличие нескольких вертикальных пластин, внутренние края которых, начиная со второй от дефлектора, находятся на линии окружности, являющейся продолжением окружности вертикальной изогнутой пластины дефлектора, создает равномерное вертикальное сечение криволинейного пространства вокруг сепарационного устройства, что позволяет сохранять структуру вращающегося потока и препятствует возникновению вихревых возмущений.The presence of several vertical plates, the inner edges of which, starting from the second from the deflector, are on the circle line, which is a continuation of the circumference of the vertical curved deflector plate, creates a uniform vertical section of the curved space around the separation device, which allows you to save the structure of the rotating flow and prevents the occurrence of vortex disturbances.

Сущность полезной модели состоит в том, что сепаратор, содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнюю и нижнюю крышки, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, сепарационное устройство, при этом сепаратор вдоль корпуса непосредственно перед дефлектором со стороны набегающего потока дополнительно содержит одну или более вертикальную пластину, развернутую навстречу набегающему потоку;The essence of the utility model is that the separator contains a vertical cylindrical body, upper and lower covers, inlet, outlet, drain pipes, a deflector, a separation device, while the separator along the body directly in front of the deflector on the incoming flow side additionally contains one or more vertical a plate deployed towards the oncoming flow;

при этом вертикальная пластина имеет прямое горизонтального сечение;while the vertical plate has a direct horizontal section;

при этом вертикальная пластина имеет криволинейное горизонтальное сечение;while the vertical plate has a curved horizontal section;

при этом в сепараторе каждая из вертикальных пластин выполнена заходящей своим краем за край вертикальной изогнутой пластины дефлектор;at the same time, in the separator, each of the vertical plates is made with a deflector extending by its edge beyond the edge of the vertical curved plate;

при этом сепаратор дополнительно содержит одну или более вертикальную пластину, задний край которой находится на уровне вертикальной изогнутой пластины дефлектора;wherein the separator further comprises one or more vertical plates, the trailing edge of which is at the level of the vertical curved deflector plate;

при этом в сепараторе сечение образующегося щелевого канала между корпусом сепаратора и гранью пластины со стороны набегающего потока больше чем сечение щелевого канала между краем дефлектора и пластиной;in the separator, the cross section of the formed slot channel between the separator body and the plate face on the incoming flow side is larger than the cross section of the slot channel between the deflector edge and the plate;

при этом в сепараторе наличии нескольких вертикальных пластин края их заходят один за другой и попарно образуют щелевые каналы, при этом сечение образующегося щелевого канала между корпусом сепаратора и гранью пластины со стороны набегающего потока больше чем щелевого канала между краями пластин;at the same time, in the separator, the presence of several vertical plates, their edges come one after another and form slotted channels in pairs, while the cross section of the formed slotted channel between the separator body and the plate face on the incoming flow side is larger than the slotted channel between the plate edges;

при этом в сепараторе дефлектор имеет выступающую на встречу набегающему потоку грань являющуюся продолжением вертикальной изогнутой пластины дефлектора, и образует с задней платиной дефлектора иwhile in the separator, the deflector has a face protruding towards the incoming flow, which is a continuation of the vertical curved plate of the deflector, and forms with the back plate of the deflector and

На фиг.1 изображен сепаратор в продольном сечении, на фиг.2а - разрез А-А фиг.1 с вертикальными пластинами прямого сечения; а фиг.2б - разрез А-А фиг.1 с вертикальными пластинами криволинейного сечения; на фиг.3 - вид В на фиг.2.In Fig.1 shows a separator in longitudinal section, Fig.2A is a section aa of Fig.1 with vertical plates of direct section; and fig.2b is a section aa of Fig.1 with vertical plates of curved section; figure 3 is a view In figure 2.

СЕПАРАТОР ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВИХРЕВОГО ТИПА СЦВ-8 (фиг.1) 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 одной или более вертикальной пластины 9 (вместе с задней стенкой дефлектора) для улавливания и транспортировки механических примесей, капельной и пленочной жидкости из зоны сепарации.GAS-LIQUID VERTICAL SEPARATOR SEPARATOR TYPE СЦВ-8 (Fig. 1) consists of a vertical cylindrical body 1, an upper cover 2, in which an outlet pipe 3 is located, a lower cover 4 in which a drain pipe 5 is located, an inlet pipe 6 connected to the housing 1 in its upper part, a deflector 7, forming a rotational movement of the gas-liquid flow inside the separator, a separation device 8 and one or more vertical plates 9 (together with the back wall of the deflector) for trapping and transporting mechanically impurities and dropping the liquid film from the separation zone.

Пластина 9 для целей улавливания и транспортировки механических примесей, капельной и пленочной жидкости из зоны сепарации развернута к набегающему потоку и образует два щелевых канала 14 и 15. Для этой же цели дефлектор имеет выступающую на встречу набегающему потоку грань 10, являющуюся продолжением вертикальной изогнутой пластины 11 дефлектора 7, и вместе с внутренней поверхностью корпуса сепаратора, стенкой 12 дефлектора образуют желоб 13 для транспортировки отсепарированной жидкости и механических примесей. Сечение образующегося щелевого 14 канала между корпусом сепаратора и гранью 10 пластины со стороны набегающего потока превышает сечение щелевого канала 15 между краем дефлектора и пластиной.Plate 9 for the purpose of capturing and transporting mechanical impurities, droplet and film liquid from the separation zone is deployed towards the incoming flow and forms two slotted channels 14 and 15. For the same purpose, the deflector has a face 10 protruding towards the incoming flow, which is a continuation of the vertical curved plate 11 the deflector 7, and together with the inner surface of the separator body, the deflector wall 12 form a groove 13 for transporting the separated liquid and solids. The cross section of the resulting gap channel 14 between the separator body and the face of the plate 10 on the side of the incoming flow exceeds the cross section of the gap channel 15 between the edge of the deflector and the plate.

Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.

Газожидкостная смесь подводится в сепаратор через входной патрубок 5, 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 5 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, образованном 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 через щелевой канал в пространство, образованное вертикальной пластиной 9, корпусом сепаратора 1 и задней стенкой дефлектора 12. Образованное пространство сверху ограничено верхней крышкой сепаратора 2, к которой крепится пластина 9, а снизу открыто. После прохождения щелевого канала капли жидкости, пленка и механические примеси тормозятся о стенку дефлектора. Выступающая навстречу набегающему потоку грань 10 вертикальной изогнутой пластины 11 дефлектора препятствует срыву капель и пленки жидкости и их уносу потоком через щелевой канал 15 между краем дефлектора и пластиной. Наличие «выходного» щелевого канала 15 препятствует возникновению вихревых возмущений перед вертикальной пластиной, что наблюдалось перед карманом в прототипе (патент №55626 на полезную модель). Далее под действием гравитационных сил, через открытую нижнюю часть, жидкость и механические примеси транспортируются в нижнюю часть сепаратора, и далее - к сливному патрубку 5. За счет наличия вертикальной 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 enter the space formed by the vertical plate 9, the separator housing 1 and the rear wall through the slotted channel the deflector 12. The formed space on top is limited by the top cover of the separator 2, to which the plate 9 is attached, and open from the bottom. After passing through the slotted channel, liquid droplets, the film and mechanical impurities are inhibited against the wall of the deflector. The edge 10 of the vertical curved deflector plate 11 protruding towards the oncoming flow prevents drops and liquid films from falling off and is carried away by the flow through the slot channel 15 between the deflector edge and the plate. The presence of the “output” slot channel 15 prevents the occurrence of vortex disturbances in front of the vertical plate, which was observed in front of the pocket in the prototype (patent No. 55626 for utility model). Further, under the influence of gravitational forces, through the open lower part, the liquid and mechanical impurities are transported to the lower part of the separator, and then to the drain pipe 5. Due to the presence of vertical

пластины 9, нижний край которой размещен ниже нижнего края вертикальной изогнутой пластины дефлектора, 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 сепаратора, и далее к сливному патрубку 5.plate 9, the lower edge of which is located below the lower edge of the vertical curved plate of the deflector, the separated liquid and mechanical impurities are protected from entrapment by a rotating gas-liquid flow. Finely dispersed droplet liquid that has not settled on the housing 1, enters the separation device 8, is delayed by it, and then transported to the lower part of the separator, and then to the drain pipe 5.

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, B01D 45/12, 2002.1. RF patent No. 2188062, B01D 45/12, 2002.

2. Патент РФ №2221625, B01D 45/12, 2004.2. RF patent No. 2221625, B01D 45/12, 2004.

3. Патент РФ №55636, B01D 45/02; B01D 45/16; B01D 45/18, 2006 (наиболее близкий аналог).3. RF patent No. 55636, B01D 45/02; B01D 45/16; B01D 45/18, 2006 (the closest analogue).

Claims

1. A separator comprising a vertical cylindrical body, upper and lower covers, an inlet, outlet, drain pipe, deflector, a separation device, characterized in that the separator along the body immediately in front of the deflector on the flow side further comprises one or more vertical plates deployed towards the flow flow.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the vertical plate has a direct horizontal section.

3. The separator according to claim 1, characterized in that the vertical plate has a curved horizontal section.

4. The separator according to claim 1, characterized in that each of the vertical plates is made by setting its edge beyond the edge of the vertical curved deflector plate.

5. The separator according to claim 1, characterized in that it further comprises one or more vertical plates, the rear edge of which is at the level of the vertical curved deflector plate.

6. The separator according to claim 1, characterized in that the cross section of the formed gap channel between the separator body and the plate face on the incoming flow side is larger than the cross section of the gap channel between the deflector edge and the plate.

7. The separator according to claim 1, characterized in that in the presence of several vertical plates, their edges go one after another and form slotted channels in pairs, while the cross section of the formed slotted channel between the separator body and the plate face on the incoming flow side is larger than the slotted channel between the edges of the plates.

8. The separator according to claim 1, characterized in that the deflector has a face protruding towards the incoming flow that is a continuation of the vertical curved deflector plate, and forms a chute open from the free flow side with the back plate of the deflector and the inner surface of the separator body.