SE522078C2 - Centrifugal separator for e.g. particles in water supply to power station, contains diverging wall section upstream to guide particles into particle collection device - Google Patents
Centrifugal separator for e.g. particles in water supply to power station, contains diverging wall section upstream to guide particles into particle collection deviceInfo
- Publication number
- SE522078C2 SE522078C2 SE9803039A SE9803039A SE522078C2 SE 522078 C2 SE522078 C2 SE 522078C2 SE 9803039 A SE9803039 A SE 9803039A SE 9803039 A SE9803039 A SE 9803039A SE 522078 C2 SE522078 C2 SE 522078C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- flow
- particles
- wall section
- wall
- central space
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 title claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012550 audit Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
- B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
l0 15 20 25 30 35 522 078 - Partiklar som kan påverka kärnreaktorns funktion skall av- skiljas och infàngas av avskiljaren. l0 15 20 25 30 35 522 078 - Particles that can affect the operation of the nuclear reactor must be separated and captured by the separator.
- Avskiljaren får ej i något sammanhang ge upphov till di- rekt eller indirekt läckage av radioaktivitet till omgiv- ningen.- The separator must not in any context give rise to direct or indirect leakage of radioactivity to the environment.
- Tryckfallet över avskiljaren måste vara litet och får ej påverkas av den infångade partikelmängden.- The pressure drop across the separator must be small and must not be affected by the amount of particles trapped.
- Service, såsonl tömning av infångade partiklar och kon- troller, skall endast behöva utföras i samband med ordi- narie revisionsavställning av kärnreaktorn.- Service, such as emptying of trapped particles and controls, may only need to be performed in connection with ordinary audit shutdown of the nuclear reactor.
I en centrifugalavskiljare bestäms de separerande krafterna täthetsskillnaden Dessa krafter förstärks av att flödet sätts i rota- av den relativa mellan partiklar och vätska. tion. Flödet genonx det roterande strömningsfältet där av- skiljning sker, kan antingen vara radiellt, sträcka sig in mot rotationscentrum, eller axiellt, sträcka sig parallellt med rotationsaxeln.In a centrifugal separator, the separating forces are determined by the density difference. These forces are amplified by the flow being set at the root of the relative between particles and liquid. tion. The flow through the rotating flow field where separation takes place can be either radial, extending towards the center of rotation, or axially, extending parallel to the axis of rotation.
De vanligast förekommande centrifugalavskiljarna är anord- nade för radiell genomströmning. I avskiljare av denna typ rör sig partiklarna utåt, dvs motriktat den radiella flödes- hastigheten. Härigenom krävs att den relativa täthetsskill- naden mellan vätskan och partiklarna är stor. Dessutom måste relationen mellan radiella och tangentiella hastighetskompo- nenter avpassas och fördelas så att partiklarna ej sugs inåt i den virvel som uppstår centralt i denna typ av avskiljare.The most common centrifugal separators are arranged for radial flow. In separators of this type, the particles move outwards, ie in the opposite direction to the radial flow velocity. This requires that the relative density difference between the liquid and the particles is large. In addition, the relationship between radial and tangential velocity components must be adjusted and distributed so that the particles are not sucked inwards in the vortex that arises centrally in this type of separator.
I en centrifugalavskiljare med axiell genomströmning rör sig däremot partiklarna vinkelrätt i förhållande till flödeshas- tigheten, vilket ger en säker avskiljningsfunkton. En sådan säker avskiljningsfunktion är önskvärd i primärkretsar vid kärnreaktorer av kokarvattentyp, där det såsom angavs ovan är väsentligt att partiklar, såsom skräp, metallbitar, bul- tar, svetstrådar, verktyg, korrosionsprodukter etc, så snabbt som. möjligt avskiljes från primärkretsens vätske- 10 l5 20 25 30 35 522 078 flöde. axiell genomströmning av' den typ sonx anges inledningsvis.In a centrifugal separator with axial flow, on the other hand, the particles move perpendicular to the flow rate, which provides a safe separation function. Such a safe separation function is desirable in primary circuits of boiling water type nuclear reactors, where, as stated above, it is essential that particles, such as debris, pieces of metal, bolts, welding wires, tools, corrosion products, etc., as quickly as possible. possibly separated from the liquid flow of the primary circuit. axial flow of the sonx type is initially indicated.
Sökanden har gjort försök med sådana avskiljare med Ett problenl med en sådan avskiljaranordning är emellertid att de partiklar som skall fångas upp studsar mot väggorga- net och på så vis passerar utmatningsöppningen utan att fångas upp av anordningen.The applicant has experimented with such separators with However, a problem with such a separator device is that the particles to be captured bounce against the wall means and thus pass the discharge opening without being captured by the device.
En naturlig lösning på detta problem vore att göra utmat- ningsöppningen så bred i. axiell riktning' att partiklarna inte kan hoppa eller studsa över öppningen. En så bred öpp- ning, som då erfordras, innebär emellertid att en kraftig virvelbildning uppstår omedelbart utanför öppningen och i det uppsamlingsorgan där partiklarna slutligen skall hamna.A natural solution to this problem would be to make the discharge opening so wide in the axial direction that the particles cannot jump or bounce over the opening. However, such a wide opening, which is then required, means that a strong vortex formation occurs immediately outside the opening and in the collecting means where the particles will eventually end up.
En sådan virvelbildning medför stora tryckförluster samt en viss risk att partiklarna återförs till huvudflödet.Such a vortex formation entails large pressure losses and a certain risk that the particles are returned to the main flow.
DE-A-4 012 384 visar en cyklonavskiljare som är av den in- ledningsvis angivna typen och som är inrättad att avskilja smutspartiklar ur fluider. Avskiljaren är avsedd att använ- das i ett under tryck stående smörjsystem för mekaniska kraftöverföringsanordningar. Cyklonavskiljaren innefattar ett i dess övre del tangentiellt anordnat inlopp, varvid den införda fluiden under rotation rör sig nedåt i cyklonavskil- jaren. I fluiden befintliga partiklar kommer pga sin större tyngd att av centrifugalkraften pressas mot cyklonavskilja- rens innervägg och kan således utmatas via ett perifert an- ordnat utmatningsorgan.DE-A-4 012 384 discloses a cyclone separator which is of the type indicated in the introduction and which is arranged to separate dirt particles from fluids. The separator is intended to be used in a pressurized lubrication system for mechanical power transmission devices. The cyclone separator comprises an inlet arranged tangentially in its upper part, the introduced fluid moving downwards in the cyclone separator during rotation. Due to its greater weight, particles present in the fluid will be pressed by the centrifugal force against the inner wall of the cyclone separator and can thus be discharged via a peripherally arranged discharge means.
EP-A-162 441 visar en annan typ av separator för separering av en blandning, exempelvis av en vätska eller fasta partik- lar från ånga. Syftet med denna separator är att undvika tryckförluster. Separatorn innefattar en cirkulationskanal, som är anordnad mellan ett cirkulationsrör och ett centralt styrorgan, och flänsar vilka är anordnade på styrorganet för att ge den till cirkulationskanalen tillförda blandningen en roterande rörelse. På grund av blandningens rotationsrörelse 10 15 20 25 30 35 522 078 kommer en mindre tät del av blandningen att sträva mot cent- rum, dvs mot styrorganet. Denna del tas ut via ett centralt anordnat utloppsorgan som omger styrorganet. Den tätare de- len. av' blandningen strävar' på grund av centrifugalkraften radiellt utåt och avleds till en uppsamlingskammare. Från denna uppsamlingskammare kan en del av den tätare delen av blandningen via det ihåliga styrorganet återföras till cir- kulationskanalen medan resten av den tätare delen matas ut.EP-A-162 441 discloses another type of separator for separating a mixture, for example of a liquid or solid particles from steam. The purpose of this separator is to avoid pressure losses. The separator comprises a circulation channel, which is arranged between a circulation tube and a central guide means, and flanges which are arranged on the guide means to give the mixture supplied to the circulation channel a rotating movement. Due to the rotational movement of the mixture 10 15 20 25 30 35 522 078, a less dense part of the mixture will strive towards the center, ie towards the control means. This part is removed via a centrally arranged outlet means which surrounds the control means. The denser part. of the 'mixture strives' due to the centrifugal force radially outwards and is diverted to a collection chamber. From this collection chamber a part of the denser part of the mixture can be returned to the circulation channel via the hollow guide means while the rest of the denser part is discharged.
FR-A-2 558 741 visar en ytterligare anordning för separering i flera steg av i första hand ånga och en vätska. Anord- ningen, som uppvisar vissa likheter med föreliggande uppfin- ning, är emellertid inte uttryckligen avsedd för uppfàngning och separering av partiklar och innefattar således inget uppsamlingsorgan för uppfàngade partiklar. Vidare innefattar den kända anordningen àtermatning av endast en del av det flödet, Denna àtermatning är emellertid inte inrättad att utmatade dvs anordningen innefattar ett flödes- avdrag. underlätta utmatningen av partiklar från flödet genom anord- ningen SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en avskiljaranordning som medger en säker avskiljning av par- tiklar' ur ett flöde. Ett ytterligare ändamål med uppfin- ningen är att åstadkomma en sådan avskiljning med små tryck- förluster och utan något flödesavdrag.FR-A-2 558 741 discloses a further device for separation in several stages of primarily steam and a liquid. However, the device, which has certain similarities to the present invention, is not explicitly intended for capturing and separating particles and thus does not include a collecting means for captured particles. Furthermore, the known device comprises re-feeding of only a part of that flow. However, this re-feeding is not arranged to be discharged, ie the device comprises a flow deduction. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a separator device which allows a safe separation of particles from a flow. A further object of the invention is to achieve such a separation with small pressure losses and without any flow deduction.
Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna anord- ningen son1 kännetecknas av att väggorganet innefattar ett första väggavsnitt som. är anordnat väsentligen omedelbart uppströms om nämnda utmatningsöppning och som utvidgar sig i flödets axiella strömningsriktning på ett sådant sätt att nämnda partiklar styrs i riktning mot utmatningsorganet. Med ett sådant sig utvidgande väggavsnitt kommer partiklar i -« 10 15 20 25 30 35 5 2 2 0 7 8 šïï; =§§::'1: - flödet att träffa väggavsnittet med en flack vinkel vilket reducerar risken att partiklarna studsar förbi utmatnings- öppningen.This object is achieved with the device indicated in the introduction, which is characterized in that the wall member comprises a first wall section which. is arranged substantially immediately upstream of said discharge opening and which expands in the axial flow direction of the flow in such a way that said particles are guided in the direction of the discharge means. With such an expanding wall section, particles i - «10 15 20 25 30 35 5 2 2 0 7 8 šïï; = §§ :: '1: - the flow to hit the wall section at a flat angle, which reduces the risk of the particles bouncing past the discharge opening.
Enligt en utföringsform av uppfinningen är en inmatningsöpp- ning inrättad att medge recirkulation av nämnda delflöde till det centrala rummet på så sätt att det bildas ett gränsskiktsflöde som sträcker sig utmed det första väggav- snittet och i riktning mot utmatningsöppningen. Ett sådant gränsskiktsflöde kommer att påverka partiklarna i riktning mot utmatningsöppningen och därmed ytterligare reducera ris- ken att partiklarna studsar förbi utmatningsöppningen. Med en sådan recirkulation är det vidare möjligt att reducera den totala tryckförlusten i anordningen och mata ut ett så stort flöde till uppsamlingsorganet att en säker avskiljning och uppfångning av partiklar är möjlig utan att något flö- desavdrag är nödvändigt.According to an embodiment of the invention, an inlet opening is arranged to allow recirculation of said partial flow to the central space in such a way that a boundary layer flow is formed which extends along the first wall section and in the direction of the outlet opening. Such a boundary layer flow will affect the particles in the direction of the discharge opening and thereby further reduce the risk of the particles bouncing past the discharge opening. With such a recirculation, it is further possible to reduce the total pressure loss in the device and discharge such a large flow to the collecting means that a safe separation and capture of particles is possible without any flow deduction being necessary.
Med fördel är nämnda inmatningsöppning anordnad nedströms om inloppsorganet och väsentligen omedelbart uppströms om det första väggavsnittet. Vidare kan nämnda inmatningsöppning vara anordnad på så sätt att nämnda delflöde drivs in i det centrala rummet medelst ejektorverkan från nämnda roterande flöde. ningen av ett visst delflöde genom utmatningsorganet säker- På så vis kan delflödet upprätthållas, dvs utmat- ställs utan flödesavdrag.Advantageously, said inlet opening is arranged downstream of the inlet means and substantially immediately upstream of the first wall section. Furthermore, said inlet opening can be arranged in such a way that said partial flow is driven into the central space by means of ejector action from said rotating flow. In this way, the partial flow can be maintained, ie discharged without a flow deduction.
Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar väggorganet ett andra väggavsnitt som är anordnat vä- sentligen omedelbart nedströms om nämnda utmatningsöppning och som har en kortare diameter än det första väggavsnittet åtminstone i närheten av nämnda utmatningsöppning. På så vis kan utmatningsöppningen på ett säkert sätt skala av ett del- flöde av en viss storlek. Därvid kan utmatningsöppningen bildas av en ringformig spalt mellan det första väggavsnit- tet och det andra väggavsnittet. Med fördel är det andra 10 15 20 25 30 35 ..- 522 avs väggavsnittet utformat på så sätt att det centrala rummet smalnar av i flödets axiella strömningsriktning väsentligen omedelbart nedströms om nämnda utmatningsöppning. En sådan avsmalnande form, företrädesvis konisk form, reducerar vir- velbildningen nedströms om det andra väggavsnittet.According to a further embodiment of the invention, the wall means comprises a second wall section which is arranged substantially immediately downstream of said discharge opening and which has a shorter diameter than the first wall section at least in the vicinity of said discharge opening. In this way, the discharge opening can safely scale a partial flow of a certain size. In this case, the discharge opening can be formed by an annular gap between the first wall section and the second wall section. Advantageously, the second wall section of the wall section is designed in such a way that the central space tapers in the axial flow direction of the flow substantially immediately downstream of said discharge opening. Such a tapered shape, preferably a conical shape, reduces the vortex formation downstream of the second wall section.
Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är upp- samlingsorganet utformat som en annulär kammare som sträcker sig utanför och runt det centrala rummet och som är utformad på så sätt att nämnda delflöde utsätts för åtminstone en kraftig omlänkning i den annulära kammaren. Med hjälp av en sådan omlänkning och eftersom delflödets hastighet i den an- nulära kammaren är reducerad, kan partiklar i delflödet se- pareras genom att de kommer att fortsätta väsentligen rakt fram vid flödets omlänkning. Vidare kan den annulära kamma- ren innefatta ledorgan son: är inrättade att reducera den Så- dana ledorgan kan vara anordnade uppströms om nämnda omlänk- tangentiella hastighetskomponenten hos nämnda delflöde. ning.According to a further embodiment of the invention, the collecting means is designed as an annular chamber which extends outside and around the central space and which is designed in such a way that said partial flow is subjected to at least a strong deflection in the annular chamber. With the aid of such a deflection and since the velocity of the partial flow in the annular chamber is reduced, particles in the partial flow can be separated in that they will continue substantially straight ahead at the deflection of the flow. Furthermore, the annular chamber may comprise hinge means which are arranged to reduce it. Such hinge means may be arranged upstream of said deflection tangential velocity component of said subflow. ning.
Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är ett väggparti anordnat i den annulära kammaren uppströms om nämnda inmatningsöppning och inrättat att åstadkomma en av- länkning av nämnda delflöde före utträdet genom inmatnings- öppningen. Därvid kan väggpartiet vara koniskt avsmalnande i nämnda delflödes axiella strömningsriktning.According to a further embodiment of the invention, a wall portion is arranged in the annular chamber upstream of said inlet opening and arranged to effect a deflection of said partial flow before the exit through the inlet opening. In this case, the wall portion can be conically tapered in the axial flow direction of said partial flow.
Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar den annulära kammaren en uppsamlingsficka som är anord- nad att möjliggöra att nämnda partiklar sedimenterar i upp- samlingsfickan. På så vis kan partiklarnas axiella hastig- hetskomponent samverka med gravitationen för att ytterligare förbättra avskiljningsförmågan hos den uppfinningsenliga an- ordningen. Med fördel kan uppsamlingsfickan innefatta organ för utmatning av sedimenterade partiklar. o.. ou.. 10 15 20 25 30 35 ooo nu o > oo oo oo oo on lo o s a no z u o. v o 00 I I 00 o o» oo »o o|u..: :o":': 0.! our no o v noo o o o o n oo o o o n I 00 I o o o o co oo oo oo Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar väggorganet ett tredje väggavsnitt som sträcker sig mel- lan inloppsorganet och det första väggavsnittet. Därvid kan nämnda inmatningsöppning vara anordnad, mellan det tredje väggavsnittet och det första väggavsnittet. Med fördel ut- vidgar sig det tredje väggavsnittet i flödets axiella ström- ningsriktning.According to a further embodiment of the invention, the annular chamber comprises a collecting pocket which is arranged to enable said particles to settle in the collecting pocket. In this way, the axial velocity component of the particles can co-operate with gravity in order to further improve the separating ability of the device according to the invention. Advantageously, the collection pocket may comprise means for discharging sedimented particles. o .. ou .. 10 15 20 25 30 35 ooo nu o> oo oo oo oo on lo osa no zu o. vo 00 II 00 oo »oo» oo | u ..:: o ": ': 0.! According to a further embodiment of the invention, the wall means comprises a third wall section extending between the inlet means and the first wall section, said inlet opening being arranged, between the third The third wall section expands with advantage in the axial flow direction of the flow.
Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar utloppsorganet medel som är inrättade att återföra nämnda roterande flöde till ett väsentligen enbart axiellt riktat flöde. På så vis kan flödets rotationsenergi återvin- nas, vilket leder till en totalt mindre tryckförlust.According to a further embodiment of the invention, the outlet means comprise means which are arranged to return said rotating flow to a substantially exclusively axially directed flow. In this way, the rotational energy of the flow can be recovered, which leads to a total smaller pressure loss.
Med anordningen enligt uppfinningen kan partiklar avskiljas och uppsamlas kontinuerligt utan något kontinuerligt flödes- avdrag från huvudflödet genom: anordningen. Den föreslagna lösningen med axiell genomströmning genom det centrala rum- met ger ett kompakt utförande som lätt kan anpassas till avancerade konstruktionskrav. Servicebehovet är litet och kan minskas ytterligare genom en diskontinuerlig tömning av de partiklar som har samlats upp i uppsamlingsorganet. Dess- utom uppnås med anordningen enligt uppfinningen en effektiv återvinning av rotationsenergin, vilket ger en hög verk- totalt och en avskiljningsfunktion som ningsgrad, dvs god partikelavskiljning vid lågt tryckfall över anordningen, är oberoende av huvudflödets storlek.With the device according to the invention, particles can be separated and collected continuously without any continuous flow deduction from the main flow through the device. The proposed solution with axial flow through the central space provides a compact design that can be easily adapted to advanced design requirements. The need for service is small and can be further reduced by a discontinuous emptying of the particles that have been collected in the collecting means. In addition, the device according to the invention achieves an efficient recovery of the rotational energy, which gives a high total efficiency and a separation function which degree of separation, ie good particle separation at low pressure drop across the device, is independent of the size of the main flow.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare genom en beskrivning av olika utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritningsfigurer, på vilka Fig 1 visar en schematisk snittvy genom en anordning en- ligt en första utföringsform av uppfinningen, 10 15 20 25 30 35 522 078 Fig 2 visar en schematisk snittvy genom en anordning en- ligt en andra utföringsform av uppfinningen och Fig 3 visar en schematisk snittvy genom en anordning en- ligt en tredje utföringsform av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be further elucidated by a description of various embodiments and with reference to the accompanying drawing figures, in which Fig. 1 shows a schematic sectional view through a device according to a first embodiment of the invention, Fig. 2 shows a schematic sectional view through a device according to a second embodiment of the invention and Fig. 3 shows a schematic sectional view through a device according to a third embodiment of the invention.
DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig 1 visar en vertikalt positionerad anordning i form av en centrifugalavskiljare med väsentligen axiell genomströmning.DETAILED DESCRIPTION OF VARIOUS EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 shows a vertically positioned device in the form of a centrifugal separator with substantially axial flow.
Anordningen benämns i den fortsatta detaljerade beskriv- Partikelfällan är i första hand inrät- bultar, korrosionsprodukter och liknande föremål eller objekt ur ett ningen partikelfälla. tad att avskilja partiklar p, såsonx metallbitar, vätskeflöde och innefattar ett avskiljarhus l med ett inlopp 2 och ett utlopp 3, vilka är anslutna till en uppströms anordnad rörledning respektive en nedströms anordnad rörled- ning. Mellan inloppet 2 och utloppet 3 är ett centralt rum 4 anordnat.The device is referred to in the following detailed description. The particle trap is primarily alignment bolts, corrosion products and similar objects or objects from a particle trap. separates particles p, such as pieces of metal, liquid flow and comprises a separator housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3, which are connected to an upstream pipeline and a downstream pipeline, respectively. Between the inlet 2 and the outlet 3 a central room 4 is arranged.
I anslutning till inloppet 2 är medel, i det vi- sade exemplet en ledskenekrans 5, anordnade för att bringa vätskeflödet att rotera i det centrala rummet 4. I anslut- ning till utloppet 3 är medel, i det visade exemplet en anordnade att återföra vätskeflödet till en Det skall note- ras att en eller båda ledskenekransarna kan ersättas av ett ledskenekrans 6, väsentligen axiell, rotationsfri strömning. tangentiellt inlopp respektive utlopp som också ger en tangentiell hastighetskomponent åt respektive reducerar den tangentiella hastighetskomponenten hos flödet.Adjacent the inlet 2, means, in the example shown, a guide rail ring 5, are arranged to cause the liquid flow to rotate in the central space 4. Adjacent to the outlet 3, means, in the example shown, are arranged to return the liquid flow. to a It should be noted that one or both guide rail rings can be replaced by a guide rail ring 6, substantially axial, rotation-free flow. tangential inlet and outlet, respectively, which also provide a tangential velocity component to and respectively reduce the tangential velocity component of the flow.
Det centrala rummet 4 befinner sig således mellan ledskenek- ransarna 5 och 6 och definieras av ett väggorgan 7, 8, 9 som innesluter det centrala rummet. Väggorganet innefattar ett mellanliggande första avsnitt 7, ett andra avsnitt 8 som är anordnat nedströms om det första avsnittet 7, och ett tredje avsnitt 9, som är anordnat uppströms om det första avsnittet 7. I det centrala rumet 4 är vidare en central kropp 10 -« uu~u -u 10 15 20 25 30 35 522 078 anordnad, vilken sträcker sig längs en längsgående centrumaxel x som är parallell med flödets F strömnings- riktning och vilken definierar en inre begränsning av det centrala rummet 4 som således har en väsentligen annulär form. Det skall noteras att tvärsnittsarean hos det cen- trala, annulära rummet 4 är väsentligen lika stor som tvär- snittsarean hos rörledningen uppströms om partikelfällan respektive nedströms om partikelfällan.The central space 4 is thus located between the guide rail frames 5 and 6 and is defined by a wall member 7, 8, 9 which encloses the central space. The wall means comprises an intermediate first section 7, a second section 8 which is arranged downstream of the first section 7, and a third section 9, which is arranged upstream of the first section 7. In the central space 4 there is furthermore a central body 10 - Which extends along a longitudinal center axis x which is parallel to the flow direction of the flow F and which defines an internal boundary of the central space 4 which thus has a substantially annular form. It should be noted that the cross-sectional area of the central, annular space 4 is substantially equal to the cross-sectional area of the pipeline upstream of the particle trap and downstream of the particle trap, respectively.
Partikelfällan innefattar vidare ett uppsamlingsorgan som är anordnat mellan det första väggavsnittet 7 och det tredje väggavsnittet 9 och husets 1 innervägg och som således bil- dar en annulär kammare 11. Det annulära kammaren 11 är vä- sentligen koncentrisk med det centrala rummet 4. En utmat- ningsöppning 12 är anordnad i det centrala rummet 4 och bil- dar en förbindelse mellan det centrala rummet 4 och den an- nulära kammaren 11. Utmatningsöppningen 12 är inrättad att utmata en radiellt yttre del f av det roterande flödet F till den annulära kammaren ll. Eftersom de partiklar p som finns i flödet F har högre densitet än vätskan i flödet F kommer partiklarna p att på grund av centrifugalkraften pressas utåt mot det första väggavsnittet 7 och det tredje väggavsnittet 9 under flödets F rotation. Det delflöde f som utmatas genom utmatningsöppningen 12 kommer därför att innehålla väsentligen alla partiklar som finns i flödet F.The particle trap further comprises a collecting means which is arranged between the first wall section 7 and the third wall section 9 and the inner wall of the housing 1 and which thus forms an annular chamber 11. The annular chamber 11 is substantially concentric with the central space 4. An outlet opening opening 12 is arranged in the central space 4 and forms a connection between the central space 4 and the annular chamber 11. The discharge opening 12 is arranged to discharge a radially outer part f of the rotating flow F to the annular chamber 11 . Since the particles p present in the flow F have a higher density than the liquid in the flow F, the particles p will be pressed outwards against the first wall section 7 and the third wall section 9 during the rotation of the flow F due to the centrifugal force. The partial flow f discharged through the discharge opening 12 will therefore contain substantially all particles present in the flow F.
Det första väggavsnittet 7, som är anordnat väsentligen omedelbart uppströms om utmatningsöppningen 12, utvidgar sig i flödets F axiella strömningsriktning. I det visade exemplet har det första väggavsnittet 7 en konisk form även om det är möjligt att inom ramen för uppfinningen låta det första väggavsnittet 7 utvidga sig längs en krökt linje. Det första väggavsnittet 7 har således vid sin nedströmsände en diameter som är större än diametern vid det första väggav- snittets 7 uppströmsände och som är större än diametern vid det andra väggavsnittets 8 uppströmsände. I det visade exemplet bildas således utmatningsöppningen 12 av en spalt 10 15 20 25 30 35 n n n .u .n . . n H. ,°'.. ~ . .- a o. n. »I " , .- u n H . ~. -. .. .-~.'_ .un-q n. u u» .n . - .mv â . . v c v' ' . . » . ø -fl _, u n n a . » -fl I' ' ' 10 mellan det första väggavsnittet 7 och det andra väggavsnit- tet 8. Spalten är vänd mot flödet F och kommer således att medverka till att ett delflöde f skalas av från flödet F.The first wall section 7, which is arranged substantially immediately upstream of the discharge opening 12, widens in the axial flow direction of the flow. In the example shown, the first wall section 7 has a conical shape, although it is possible within the scope of the invention to allow the first wall section 7 to extend along a curved line. The first wall section 7 thus has at its downstream end a diameter which is larger than the diameter at the upstream end of the first wall section 7 and which is larger than the diameter at the upstream end of the second wall section 8. In the example shown, the discharge opening 12 is thus formed by a gap 10 n 20 n 30 n. . n H., ° '.. ~. .- a on »I", .- un H. ~. -. .. .- ~ .'_ .un-q n. uu ».n. - .mv â.. vcv ''..». ø between the first wall section 7 and the second wall section 8. The gap faces the flow F and will thus contribute to a partial flow f being peeled off from the flow F.
Den sig utvidgande formen hos det första väggavsnittet 7 medför vidare att den vinkel med vilken partiklar p i flödet F träffar det första väggavsnittet 7 blir relativt flack och att motsvarande studsvinkel också blir relativt flack. Det betyder att risken reduceras väsentligt att partiklar p som träffar det första väggavsnittet 7 studsar på ett sådant sätt att de passerar förbi utmatningsöppningen 12 och in i utloppet 3.The expanding shape of the first wall section 7 further means that the angle at which particles p in the flow F hit the first wall section 7 becomes relatively flat and that the corresponding bounce angle also becomes relatively flat. This means that the risk is significantly reduced that particles p hitting the first wall section 7 bounce in such a way that they pass past the discharge opening 12 and into the outlet 3.
Det delflöde f son: matas ut genonx utmatningsöppningen 12 kommer att omlänkas väsentligen 180° nedströms om utmat- ningsöppningen 12, vilket framgår av Pig 1. Därefter ström- mar delflödet f väsentligen vertikalt nedåt genom den annu- lära kammaren 11 i det i Fig 1 visade exemplet mot en upp- samlingsficka 13 hos den annulära kammaren 11. Pâ grund av ökningen av tvärsnittsarenan i den annulära kammaren ll kom- mer delflödets f hastighet att reduceras väsentligt varvid partiklarna i delflödet f kan sedimentera ut i samband med en andra omlänkning och under medverkan av gravitationskraf- ten, varefter partiklarna uppsamlas i uppsamlingsfickan 13.The subflow f son: discharged through the discharge opening 12 will be diverted substantially 180 ° downstream of the discharge opening 12, as shown in Fig. 1. Thereafter, the partial flow f flows substantially vertically downwards through the annular chamber 11 in the position shown in Fig. 1. showed the example against a collecting pocket 13 of the annular chamber 11. Due to the increase of the cross-sectional arena in the annular chamber 11, the velocity of the partial flow f will be significantly reduced whereby the particles in the partial flow f can settle out in connection with a second deflection and during participation of the gravitational force, after which the particles are collected in the collection pocket 13.
Partiklarna p kommer således att fortsätta sin väsentligen axiella, vertikalt nedåtriktade rörelse, som de erhåller mellan de två omlänkningarna, mot uppsamlingsfickan 13. Upp- samlingsfickan 13 kan vara dimensionerad för att klara den förväntade partikelmängden mellan två ordinarie revisionsav- ställningar men kan även anordnas för diskontinuerlig töm- ning under drift genom ett utmatningsorgan 14. Det är också möjligt att tömma och rengöra uppsamlingsfickan 13 genom en servicelucka 15.The particles p will thus continue their substantially axial, vertically downward movement, which they obtain between the two deflections, towards the collection pocket 13. The collection pocket 13 can be dimensioned to cope with the expected particle amount between two ordinary revision stops but can also be arranged for discontinuous emptying during operation through a discharge means 14. It is also possible to empty and clean the collection pocket 13 through a service hatch 15.
I enlighet med föreliggande uppfinning har partikelfällan medel för att möjliggöra recirkulation av delflödet f till- baka till det centrala rummet 4. Dessa medel innefattar en 10 15 20 25 30 35 522 078 ll inmatningsöppning 16 som är anordnad väsentligen omedelbart uppströms om det första väggavsnittet 7. Såsom framgår av Fig 1 har det första väggavsnittet 7 en större diameter vid sin uppströmsände än det tredje väggavsnittet 9, varvid in- matningsöppningen 16 är anordnad mellan det första väggav- snittet 7 och det tredje väggavsnittet 9. Inmatningsöpp- ningen 16 kan vara utformad såsom en ringformig spalt mellan det första väggavsnittet 7 och det tredje väggavsnittet 8.In accordance with the present invention, the particle trap has means for enabling recirculation of the partial flow f back to the central space 4. These means comprise an inlet opening 16 which is arranged substantially immediately upstream of the first wall section 7. As can be seen from Fig. 1, the first wall section 7 has a larger diameter at its upstream end than the third wall section 9, the inlet opening 16 being arranged between the first wall section 7 and the third wall section 9. The inlet opening 16 can be formed as an annular gap between the first wall section 7 and the third wall section 8.
Det är också möjligt att utforma inmatningsöppningen 16 som ett antal separata hål som kan ha en godtycklig form och som det fösta väggavsnittet 7 och det tredje väggavsnittet 9 och som sträcker sig genom exempelvis en plåt som förbinder kan ha en väsentligen radiell utbredning. Hålen är fö- reträdesvis jämt fördelade runt den ringformiga plàtens om- krets riktning. På grund av inmatningsöppningens 16 utform- ning och den i sammanhanget relativ höga flödeshastigheten hos flödet F kommer delflödet f att drivas in i det centrala Delflödet f kommer i det centrala rummet 4 att bilda ett gränsskikts- rummet 4 medelst ejektorverkan från flödet F. flöde som sträcker sig utmed det första väggavsnittet 7 i riktning mot utmatningsöppningen 12 och som kommer att med- verka till att de partiklar p i flödet F som befinner sig i närheten av det första väggavsnittet 7 kommer att ges en hastighetskomponent i riktning mot utmatningsöppningen 12.It is also possible to design the feed opening 16 as a number of separate holes which can have an arbitrary shape and as the first wall section 7 and the third wall section 9 and which extends through, for example, a plate which connects can have a substantially radial extent. The holes are preferably evenly distributed around the circumference of the annular plate. Due to the design of the feed opening 16 and the relatively high flow rate of the flow F, the partial flow f will be driven into the central. The partial flow f will in the central space 4 form a boundary layer space 4 by ejector action from the flow F. extends along the first wall section 7 in the direction of the discharge opening 12 and which will contribute to the particles in the flow F which are in the vicinity of the first wall section 7 being given a velocity component in the direction of the discharge opening 12.
I det i Fig 1 visade exemplet omlänkas delflödet f ytterli- gare en gång uppströms om inträdet i inmatningsöppningen 16 såsom nämndes ovan. som också är un- gefär l80°, Denna andra omlänkning, åstadkoms med hjälp av ett väggparti 17 som är anordnat i den annulära kammaren 11 uppströms om inmatnings- öppningen 16 och som är avsmalnande i delflödets f axiella strömningsriktning efter den andra omlänkningen. Den annu- lära kammaren 11 kan vidare innefatta ledorgan 18 som är in- rättade att reducera den tangentiella hastigheten hos del- flödet f och återge delflödet f en väsentligen axiell ström- som kan vara utformade som ningsriktning. Ledorganen 18, 10 15 20 25 30 35 522 078 12 ledskenor, kommer således att ytterligare reducera en ro- terande rörelse hos delflödet f som transporterar eventuella partiklar i riktning mot uppsamlingsfickan 13.In the example shown in Fig. 1, the subflow is redirected once more upstream of the entrance to the feed opening 16 as mentioned above. which is also approximately 180 °. This second deflection is effected by means of a wall portion 17 which is arranged in the annular chamber 11 upstream of the feed opening 16 and which tapers in the axial flow direction of the partial flow after the second deflection. The annular chamber 11 may further comprise guide means 18 which are arranged to reduce the tangential velocity of the partial flow f and to reproduce the partial flow f a substantially axial current which may be designed as a direction of direction. The guide members 18, 10 20 20 25 30 35 522 078 12 guide rails, will thus further reduce a rotating movement of the partial flow f which transports any particles in the direction of the collecting pocket 13.
Det andra väggavsnittet 8 är avsmalnande i flödets F axiella strömningsriktning väsentligen omedelbart nedströms om nämnda utmatningsöppning 12. Tack vare en sådan avsmalnande, företrädesvis konisk form, reduceras virvelbildningen vid det andra väggavsnittets 8 uppströmsände.The second wall section 8 is tapered in the axial flow direction of the flow substantially immediately downstream of said discharge opening 12. Thanks to such a tapered, preferably conical shape, the vortex formation at the upstream end of the second wall section 8 is reduced.
Fig 2 visar en andra utföringsform av uppfinningen som skil- jer sig från den första utföringsformen endast därigenom att det tredje väggavsnittet 9, som sträcker sig mellan ledske- nekransen 5 och inmatningsöppningen 16, utvidgar sig i flö- dets F axiella strömningsriktning. Denna utvidgning är före- trädesvis men inte nödvändigtvis konisk.Fig. 2 shows a second embodiment of the invention which differs from the first embodiment only in that the third wall section 9, which extends between the guide rail ring 5 and the feed opening 16, widens in the axial flow direction of the flow. This extension is preferably but not necessarily conical.
I de båda första utföringsformerna är det såsom ett alterna- tiv möjligt att anordna ledorgan, exempelvis i form av led- skenor, i den annulära kammaren ll mellan väggpartiet 17 och det tredje väggavsnittet 9 i syfte att återge delflödet en tangentiell hastighetskomponent så att det vid utträdet ur inmatningsöppningen 16 har väsentligen samma riktning som flödet F. Det är också möjligt att anordna hålen hos inmat- ningsöppningen 16 på ett sådant sätt att det utträdande del- flödet f erhåller samma riktning som det roterande flödet F.In the first two embodiments it is possible as an alternative to arrange guide means, for example in the form of guide rails, in the annular chamber 11 between the wall portion 17 and the third wall section 9 in order to reproduce the partial flow a tangential velocity component so that in the exit from the inlet opening 16 has substantially the same direction as the flow F. It is also possible to arrange the holes of the inlet opening 16 in such a way that the outgoing sub-flow f obtains the same direction as the rotating flow F.
Fig 3 visar en tredje utföringsfornl av uppfinningen. Det skall noteras att komponenter som har väsentligen samma funktion har försetts med samma hänvisningsbeteckningar i alla tre utföringsformerna. Enligt den tredje utföringsfor- men är flödet F riktat väsentligen vertikalt nedåt till skillnad från flödet F i. de två första utföringsformerna, vilket är riktat väsentligen vertikalt uppåt. I den tredje utföringsformen är ett ledorgan 19 anordnat i den annulära kammaren ll väsentligen omedelbart nedströms om utmatnings- 10 15 20 25 522 078 13 öppningen 12. Delflödet f kommer således att ges en väsent- ligen axiell strömningsriktning omedelbart efter inträdet i Därefter kommer delflödet f att De partiklar p som finns i del- den annulära kammaren 11. omlänkas väsentligen l80°. flödet f kommer i detta läge att fortsätta sin väsentligen axiella rörelse, vertikalt nedåt mot uppsamlingsfickan 13.Fig. 3 shows a third embodiment of the invention. It should be noted that components having substantially the same function have been provided with the same reference numerals in all three embodiments. According to the third embodiment, the flow F is directed substantially vertically downwards as opposed to the flow F in the first two embodiments, which is directed substantially vertically upwards. In the third embodiment, a hinge member 19 is arranged in the annular chamber 11 substantially immediately downstream of the discharge opening 12. The partial flow f will thus be given a substantially axial flow direction immediately after the entry into. that the particles p present in the part annular chamber 11. are redirected substantially 180 °. the flow f will in this position continue its substantially axial movement, vertically downwards towards the collecting pocket 13.
Det omlänkade delflödet f kan passera igenom ett ytterligare 20, i delflödet f en tangentiell hastighetskomponent. eventuellt ledorgan form av ledskenor, som ger Partikelfäl- lan enligt den tredje utföringsformen innefattar ett vägg- parti 21 som är anordnat i den annulära kammaren 11 och som sträcker sig väsentligen cylindriskt från en nedströmsände hos det första väggavsnittet 7 vertikalt nedåt och i det vi- sade exemplet befinner sig mellan ledorganen 19 och 20. Det skall noteras att väggpartiet 21 kan ha en annan form än en cylindrisk form, exempelvis kan väggpartiet 21 vara koniskt.The diverted sub-flow f can pass through a further 20, in the sub-flow f a tangential velocity component. optionally guide means in the form of guide rails, which give the particle trap according to the third embodiment, comprises a wall portion 21 which is arranged in the annular chamber 11 and which extends substantially cylindrically from a downstream end of the first wall section 7 vertically downwards and in the said example is located between the hinge members 19 and 20. It should be noted that the wall portion 21 may have a different shape than a cylindrical shape, for example the wall portion 21 may be conical.
Partikelfällan enligt den tredje utföringsformen kan även utnyttjas för ett horisontellt flöde F. I detta fall kan lämpligen den annulära kammaren 11 blockeras i den undre de- len, varvid återinmatningen av' delflödet f sker från den övre halvan av den annulära kammaren 11.The particle trap according to the third embodiment can also be used for a horizontal flow F. In this case, the annular chamber 11 can suitably be blocked in the lower part, the re-feeding of the partial flow f taking place from the upper half of the annular chamber 11.
Uppfinningen är inte begränsad till de beskrivna utförings- formerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.The invention is not limited to the described embodiments but can be varied and modified within the scope of the appended claims.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9803039A SE522078C2 (en) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Centrifugal separator for e.g. particles in water supply to power station, contains diverging wall section upstream to guide particles into particle collection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9803039A SE522078C2 (en) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Centrifugal separator for e.g. particles in water supply to power station, contains diverging wall section upstream to guide particles into particle collection device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9803039D0 SE9803039D0 (en) | 1998-09-08 |
| SE9803039L SE9803039L (en) | 2000-03-09 |
| SE522078C2 true SE522078C2 (en) | 2004-01-13 |
Family
ID=20412523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9803039A SE522078C2 (en) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Centrifugal separator for e.g. particles in water supply to power station, contains diverging wall section upstream to guide particles into particle collection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE522078C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102553311A (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-11 | 厦门松霖科技有限公司 | Centrifugal filter |
-
1998
- 1998-09-08 SE SE9803039A patent/SE522078C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102553311A (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-11 | 厦门松霖科技有限公司 | Centrifugal filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9803039D0 (en) | 1998-09-08 |
| SE9803039L (en) | 2000-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6802881B2 (en) | Rotating wave dust separator | |
| CN1938100B (en) | Method and separator for cyclonic separation of a fluid mixture | |
| US6398973B1 (en) | Cyclone separator | |
| WO1997046323A1 (en) | Cyclonic separator | |
| MXPA03011692A (en) | A system for separating an entrained immiscible liquid component from a wet gas stream. | |
| US4756729A (en) | Apparatus for separating dust from gases | |
| US9764265B2 (en) | Swirl helical elements for a viscous impingement particle collection and hydraulic removal system | |
| US9101869B2 (en) | Swirl helical elements for a viscous impingement particle collection and hydraulic removal system | |
| US4578199A (en) | Cyclone separators | |
| EP0643610B1 (en) | Liquid/gas separator | |
| CN102076422A (en) | Cyclone separator with two gas outlets and separation method | |
| SE515552C2 (en) | Apparatus for separating solid objects from a flowing fluid | |
| JPH02281194A (en) | Steam separating system for boiling water reactor | |
| US8955691B2 (en) | Spiral ramp hydrocyclone | |
| WO2002100515A2 (en) | A system for separating an entrained immiscible liquid component from a wet gas stream | |
| EP1147799A1 (en) | Device to remove liquid from a gas/liquid mixture | |
| EP1157651A2 (en) | Cyclone separator | |
| JPH0633979B2 (en) | Device to remove worn elastic balls from tube bundle cleaning equipment | |
| CN113382796B (en) | Apparatus and method for fluid purification | |
| SE522078C2 (en) | Centrifugal separator for e.g. particles in water supply to power station, contains diverging wall section upstream to guide particles into particle collection device | |
| EP1198276A4 (en) | Improved injection of a solids-laden water stream into a centrifugal separator | |
| JPH05123609A (en) | Cyclone separator and power plant using the same | |
| JPS603850B2 (en) | Interruption device that interrupts the air core and separation device using this | |
| CN107073486B (en) | Cyclonic separating apparatus comprising two cyclonic separators connected by an optimised tube unit | |
| SU912224A1 (en) | Dust separator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |