SU1130406A1 - Центрифуга дл разделени газовых смесей - Google Patents

Abstract

ЦЕНТРИФУГА ДПЯ РАЗДЕЛЕНИЙ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, содержаща  корпус, смонтированный в нем на полом приводном валу ротор, состо вший из двух соосных сплошных обечаек, и патрубок дл  подачи газовой смеси в полость между корпусом и ротором, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности, в роторе между сплошными обечайками размещена перфорированна  обечайка, при зтом к внутренней обечайке ротора в нижней части прикреплены профилированные лопатки и в стенке этой обечайки между лопатками выполнены дросселируюЕцие отверсти . СО о 4 О О)

Description

Изобретение относитс  к центробе ным сепарационным устройствам дл  н прерывного разделени  смесей газов с paзличны ш молекул рными массами и может быть применено в газодобыва ( ощей промыш-пенности дл  выделени  т желых углеводородов из природного г за при подготовке его к транспорту по магистральным трубопроводам, а также в химической и других отрасл х промьшшенности. Известна центрифуга, содержаща  корпус с входными и выходными отвер сти ми, ротор, состо щий из двух со осных, совместно вращающихс  обечае пустотелый вал,-, соединенный с внутренней обечайкой ротора, и сист му отверстий дл  подачи газовой сме си в рабочую полость, образованную обечайками ротора, В средней части корпуса имеетс  отверстие дл  инжекции газа-носител  в зазор между корпусом и ротором П. В известной центрифуге давление газа-носител  в кольцевом зазоре между корпусом и ротором близко к давлению газовой смеси в рабочей по лости ротора. Скорость вращени  ротора а следовательно, и производительность центрифуги ограничена и не может быть увеличена выше допустимой , обусловленной прочностью мат риала наружной обечайки ротора. Дру гим преп тствием к увеличению скоро ти вращени  ротора,  вл етс  то, что ротор, враща сь в среде газ-носител нагреваетс  от трени  о газ. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению  вл етс  цен рифуга дл  разделени  газовых смесе содержаща  корпусj смонтированный в нем на полом приводном валу ротор состо щий из двух соосных сплошных обечаек, и патрубок дл  подачи газо вой смеси в полость мелзду корпусом и ротором. Полость внутренней обечайки ротора сообщена с полостью между корпусом и ротором через дрос селирующее отверстие, В этой центрифуге уменьшено трение ротора о газ-носитель, а также частично компенсируетс  действие центробежных сил на стенки ротора вследствие перепада давлени  между внутренней полостью ротора и полостью зазора между корпусом и ротором 2 . Однако окружна  скорость вращени  частиц газовой смеси в рабочей полости ротора ограничена скоростью вращени  самого ротора и не может быть вьше этой скорости. Это означает , что эффективность разделени  газовой смеси и производительность центрифуги непосредственно ограничены техническими возможност ми вращени  ротора известной центрифуги Целью изобретени   вл етс  повыщение производительности центрифуги. Эта цель достигаетс  тем, что в центрифуге, содержащей корпус, смонтированный в нем на полом при водном валу ротор, состо щий из двух соосных неперфорированных обечаек , и патрубок дл  подачи газовой смеси в полость между корпусом и ротором, в роторе между сплощными обечайками размещена перфорированна  обечайка, при этом к внутренней обечайке ротора в нижней части прикреплены профилированные лопатки и в стенке этой обечайки между лопатками выполнены дросселирующие отверсти . Наличие перфорированной обечайки в рабочей полости ротора преп тствует обратному выносу т желого компонента в полость разделени , а спирально закрученные лопатки, выполн ющие в сочетании -с дроссельными отверсти ми функцию сопел Лавал , придают потоку газовой смеси дополнительную окружную скорость, котора  складываетс  со скоростью вращени  ротора, благодар  чему существенно повьщ аетс  скорость процесса центрифугировани , а следовательно , эффективность разделени  и произ-водительность центрифуги. На фиг.1 изображена центрифуга, общий вид, в разрез-е; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1. Центрифуга содержит корпус 1 с входным тангенциальным патрубком 2, отверсти ми 3 и 4 дл  вывода т желого компонента после грубой и тонкой очистки соответственно, ротор, состо щий из сплошных конусообразных наружной обечайки 5 и внутренней обечайки 6 и установленный в корпусе 1 на подшипниках 7. Ротор в верхней части имеет входное отверстие 8, сообщающее кольцевую полость между корпусом и ротором через дросселирзтощее отверстие 9 с полостью внутренней обечайки 6 ротора. Ротор снабжен отбойным диском 10, служащим жесткой

св зью между внутренней и наружной обечайками 6 и 5 ротора. Между обечайками 5 и 6 установлена перфорированна  обечайка 11, а к обечайке б в нижней части прикреплены лопатки 12, спирально закрученные внаправле НИИ вращени  ротора. В стенке обечай ки 6 между лопатками 12 выполнены дросселирующие отверсти  13. Наружна  обечайка 5 жестко соединена с диском 14, закрепленным иа полом приводном валу 15, а также диском 16 расположенным с зазором к диску 10 дл  вывода т желого компонента после очистки в полости ротора через отверсти  17. Полый приводной вал 15 приводитс  во вращение радиальной турбиной 18 (показано условно) и служит одновременно ,сц1  вывода легкого компонента из полости ротора.

Центрифуга работает следующим образом .

Газова  смесь под высоким давлением поступает в корпус 1 через тангенциально установленный патрубок 2 и приобретает вращательное движение в кольцевом зазоре между корпусом и наружной обечайкой ротора 5 в направлении , совпадающем с направлением вращени  ротора. Вследствие вращени  газовой смеси т желые компоненты и капельна  жидкость концентрируютс  у стенки корпуса 1 и вывод тс  из него через отверстие 3 (происходит груба  очистка газа. Более легкие компоненты газовой смеси концентрируютс  у наружной обечайки 5 ротора и через отверстие 8 И дросселирующее отверстие 9 поступают в полость внутренней обечайки 6 ротора. Из полостивнутренней обечайки 6 через систему дросселирующих отверстий 13 смесь поступает в рабочую полость ротора, где, закручива сь спиральными лопатками 12, приобретает дополнительную относительную скорость.

Таким образом, поступающа  в рабочую полость ротора газова  смесь в процессе дросселировани  через систему отверстий 13, выполн ю1цих щих функцию сопел Лав ал  , расшир етс , охлаждаетс  и приобретает дополнительное движение по круговой траектории, так что скорость схода газовой струи со спиральной лопатки , направленна  по касательной к образующей лопатки, суммируетс  со скорост.ью переносного движени  (вращени  )ротора и окружна  скорость элементарной частицы смеси, попавшей в рабочую полость ротора, равна арифметической сумме относительной скорости течени  газовой смеси у торцов лопаток и переносной скорости вращающегос  ротора.

Под действием центробежных сил, пропо рциональных массе частиц и квадрату окружной скорости, более т желые компоненты смеси концентрируютс  у наружной обечайки 5 ротора, проникают через отверсти  в перфорированной обечайке I1, преп тствующей обратному выносу т желых частиц в рабочую полость ротора. Благодар  расширению наружной обечайкн 5 книзу т желые компоненты смег си под действием центробежных сил ДВИЖУТСЯ вннз и через отверсти  17 попадают в зазор между диском 10 н нилшим диском 16, а оттуда вывод тс  из центрифуги через отверстие 4. Легкие компоненты концентрируютс  у внутренней обечайки 6 и, noAHHftaHCB вверх, вывод тс  через полость пустотелого приводного вала 15 в газовую магистраль.

В описанной центрифуге существенно увеличен фактор разделени , который  вл етс  основной характернстнкой , определ ющей эффективность работы центрифуг.

ut.S

в-б

1Z

Claims (1)

1. ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЙ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, содержащая корпус, смонтированный в нем на полом при- водном валу ротор, состоящий иэ 'двух соосных сплошных обечаек, и патрубок для подачи газовой смеси в полость между корпусом и ротором, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, в роторе между сплошными обечайками размещена перфорированная обечайка, при этом к внутренней обечайке ротора в нижней части прикреплены профилированные лопатки и в стенке этой обечайки между лопатками выполнены дросселирующие отверстия.

   Фиг.1

   И 30406