SU1228777A3

SU1228777A3 - Способ центробежного разделени смеси фаз и установка дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1228777A3
Application number: SU802999107A
Authority: SU
Inventors: Саже Пьер
Original assignee: Sazhe
Priority date: 1979-10-31
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1986-04-30
Also published as: BE885933A; DE3039375C2; IT1129354B; US4478718A; CA1164422A; PT71957A; GB2061136A; ES8204619A1; IT8068661A0; DE3039375A1; US4361490A; ES496475A0; DD153762A5; LU82875A1; FR2468410A1; FR2468410B1; NL8005910A; GB2061136B; JPS5673565A; PT71957B

Abstract

1. Способ центробежного разделени смеси фаз, заключающийс в подаче смеси на ротор, осевом отсосе выше ротора и перемещении т желой фазы к периферии, отличающийс тем, что, с целью снижени энергозатрат за счет обес- пе ени рекуперации кинетической энергии потока, смесь подают на ротор со скоростью, тангенциальна составл юща которой превышает тангенциальную составл ющую скорости вращени ротора, раздел ют смесь на множество спиральных потоков, пересекающих ротор, а спиральные потоки на выходе из ротора спр мл ют дл трансформировани в абсолютный осевой поток. 2. Установка дл центробежного разделени смеси фаз, содержаща не .подвижный корпус с расположенными в нем и установленными с возможностью вращени на общем валу отсосным приспособлением и ротором, о т л и - чающа с тем, что, с целью повышени эффективности, разделени за счет обеспечени минимальной ос .таточной осевой скорости в роторе, она снабжена выпр мителем, установленным в верхней части ротора, и распределителем, установленным под ротором, выполненным в виде набора перфорированных пластин, при этом пластины размещены одна над другой русами и имеют угловое смещение перфораций в русах, а распределитель выполнен в виде перфо)ирован- ной пластины, к нижней поверхности которой присоединены вогнутые лопасти у кромки каждой перфорации. 3.Установка по п. 2, отличающа с тем, что перфораци пластины имеет фррму трапеции. 4.Установка по п. 2, отличающа с тем, что выпр митель выполнен в виде перфорирован- ной пластины с лопаст ми, установленными на ее верхней поверхности, при этом лопасти присоединены к кромке каждой перфорации и обращены вогнутостью вверх. СО

Description

И:к1бротб.пне относитс к способу центробежного разделени смеси фаз в любых состо ни х; газа в газе, жидкости в газе, порошкообразного твердог о вещества в газе, жидкости в жидкости, твердого порошкообразного вещества в жидкости и в других комбинаци х трех фаз между собой, а также касаетс установки дл центробежного разделени смеси фаз.

Цель изобретени - снижение энергозатрат за счет обеспечени рекуперации кинетической энергии потока, повышение эффективности разделени за счет обеспечени минимальной ос- таточной осевой скорости в роторе.

Fla фиг. 1 представлена установка дл центробежного разделени смеси фаз, общий вид; на фиг. 2 - ротор и выпр митель, установленные на общем валу, общий вид на фиг. 3 - ротор, общий вид на фиг. А - 10-ротор, разрезы концентрично оси вращени , разверткаi на фиг, 11 и 12 варианты выполнени вращающегос распреде- лител и отсасывающего приспособлени соответственно; на фиг. 13 и 14- пластины с различной перфорацией,в плане.

Установка содержит неподвижный корпус 1 с расположенными в нем и установленными с возможностью вращени на общем валу 2 отсосным приспособлением 3 и ротором 4. Она снабжена выпр мителем 5, установленным в верхней части ротора, и распределителем 6, установленным под ротором, выполненным в виде набора перфорированных пластин, размещенных одна над другой русами и имеющих угловое смещение перфораций в русах. Между корпусом 1 и ротором 4 размещен набор конусов 7. Отсосное приспособление 3 содержит лопатки 8, установленные в спиральном корпусе 9, прикрепленном к сход щемус стыку 10 корпуса 1 Тангенциальный патрубок 11 спирали 9 позвол ет отводить обработанную смес освобожденную от т желой фазы.Ротор состоит из набора круглых плоских пластин 12 (фиг. 1) или пластин 13 в форме усеченных конусов Сфиг, 2), Пластины отсто т друг ,от друга на одинаковом рассто нии и имеют перфорации 14, расположенные равноугольны образом, проход от центра к перифе рии, и отделенные неперфорированными участками .15. Перфорации Ш1:астин имеют форму трапеции. Пластины рото

0 5

о

5

0

5

0

ра 4 имеют угловое смещение перфораций в русах и образуют спиральные потоки 16 с наклоном по отношению к ротору (фиг. 5), Между этими спиральными потоками 16 располагаютс жидкостные лезви 17 под неперфорированными участками 15 пластин. Ротор 4 сконструирован таким образом, что раздел ет обрабатываемую смесь на множество спиральных потоков. Потоки , пересека ротор по спиральным траектори м, протекают с абсолютной тангенциальной составл ющей превышающей тангенциальную составл ющую скорости вра1цени ротора.

Центробежна сила в спиральных потоках 16 подвергаетс изменению вдоль радиусов конусов. Она минимальна в точке, где относительна тангенциальна составл юща скорости потока равна абс олютной тангенциальной составл ющей скорости ротора. Центробежна сила, интенсивна в центре, снижаетс до точки, где она достигает своего минимума, затем она снова возрастает вплоть до периферии, где достигает значительной величины. Т желые частищл спиральных потоков 16, подвергающиес воздействию очень интенсивной центробежной силы, направл ютс к периферии, замедл сь и скаплива сь, прежде чем достигнуть кольцевой зоны с минимальной сшюй. Затем, начина от этой зоны, снова ускор ютс большой массой к периферии . Но во врем этого центробежного перемещени т желые частицы мигрируют по различным причинам к жидкостным лезви м 17, которыми они захватываютс и удерживаютс . Здесь они наход тс под действием более слабой центробежной силы, но достаточной дл того, чтобы транспортировать их к периферии, где они оседают на наборах конусов 7 и окончательно изымаютс из смеси.

Угловое смещение пластин 12 и рассто ние между ними, а также форма и размеры перфораций 14 выбраны таким образом, чтобы точно установить относительный наклон oi, спиральных потоков 16. Каждый поток, направл сь в перфорацию и -и.пластины,может продолжать свое перемещение,пересека перфорацию следующей пластины, т.е. перфорацию, смещенную (а угол/.

Распределитель 6 преобразует падение давлени вверху (гш течению)

в спиральную направл ющую скорости

смеси. Затем относительна скорость вращени потоков складываетс в том

же направлении с положительной скоростью вращени распределител , котора вл етс скоростью ротора,Распределитель 6 (фиг. 1 и 11) содержит пластину 18 с перфораци ми 19 и неперфорированными участками 20, смещенными по отношению к таким же участкам пластин ротора 4. Этот распределитель вл етс импульсником, состо щим из серии лопастей 21, присоединенных к нижней поверхности пластины задней кромкой 22 и выполненных вогнутыми у кромки каждой перфорации

Кривизна вогнутости 23 и форма передней кромки 24 устанавливаютс в зависимости от аэро- и гидродинамических особенностей смеси и режима функционировани . Вариант реализации (фиг. 4 может примен тьс дл разделени очень тонких частиц вплоть до молекул рного разделени . Если пластины 12 отсто т друг от друга на значительном рассто нии, то на них устанавливают выступающие элементы , такие как реборды, нервюры и т.п., например (фиг. 5-10) краевые реборды 25 и 26, промежуточные реборды 27, наклонные реборды 28 и 29. Указанные реборды и нервюры (пр мые или наклонные) могут быть объединены между собой в различных расположени х при условии, что ни один выступ не выходит в подвижные потоки и что имеющиес выступы удерживают на месте жидкостные лезви , кот Ърые должны захватывать и канализировать т желые частицы.

Перфорации пластин (фиг. 13) могут быть радиальными 30 (сплошные линии) или наклонными 31 и 32,чтобы их периферийньш конец бьт либо ускор ющим (сплошные линии), либо замедл ющим (пунктирные линии) по отношении к их центральному концу, если смотреть по стрелке.

Исследовани показывают, что наклон , ширина и форма перфораций поз , вол ют с высокой точностью определ ть врем скоплени т желых частиц жидкостными, лезви ми. В некоторых случа х, когда диаметр пластин значителен , целесообразно уменьшить радиальную прот женность перфораций.

Как показано на Фнг. 14, перфорации 33 и 34 небольшой длины размещены на многих кольцевых концентричес2287774

ких участках 35 - 38. Перфорации имеют центральньм дефлектор 39, вл ющийс продолжением краевых реборд 40, преп тствующий тому, чтобы т желые

5 частицы, покидающие подвижные потоки кольцевого участка, смешивались с подвижными потоками смежного наружного концентрического участка. Они также направл ют т желые частицы,

Q которые покидают подвижные потоки, к неподвижным жидкостньм лезви м наружного кольцевого участка.

Таким образом, предлагаемый способ предусматривает определение спиJJ ральных потоков дл преобразовани их на выходе из ротора 4 в абсолютный осевой поток в направлении к отсосному приспособлению 3. Это выгодно , так как кинетическа энерги

2Q вращени этой обрабатьшаемой смеси может легко рекуперироватьс , чтобы приводить во вращение устройства 3, 4, 6 и таким образом снизить потребл емую мощность.

25 В варианте реализации, показанном на фиг. 1 и 12, выпр митель 5 содержит серию лопастей 41, установленных на верхней поверхности перфорированной пластины 42-. Лопасти 41 прикреплены к кромке каждой перфорации 14 и обращены вогнутостью 43 вверх.Передн кромка 44 каждой лопасти совпадает с задней кромкой или ребордой 25 участка 15, с которым данна лопасть соединена и которьй ограни3 чивает перфорацию 14, в которую выходит названна лопасть..

Строение лопастей 41 таково, что они канализируют к периферии, куда лопасти обращены, следы т желых частиц . Аэро- или гидродинамический поток смеси через устройство подвергаетс между входом и выходом возрастающему изменению скорости, поэтому внутри ротора образуетс падение давлени , следовательно, понижение температуры может использоватьс дл конденсации газообразной фазы во врем разделени .

Установка работает следунщим образом .

Исходный поток смеси поступает В установку снизу и приводитс во вращение с угловой скоростью, превышающей угловую скорость вращающегос

55 оборудовани (распределител 6).При этом смесь раздел етс на множество потоков, текущих по спиральным траектори м , т жела фаза выбрасьшает30

40

45

50

512

с центробежным полем распределител 6 и улавливаетс , транспортирует-- с неподвижными лезви ми 17 к периферии . Во врем этого транспортировани захватывающие элементы преп тствуют утечке т желых частиц в подвижные потоки и оседают на конусах 7. А следы т желых частиц канализируютс к периферии лопаст ми 41.

Данна установка может быть использована дл устранени туманов смазочных веществ, которые возникают в работе металлорежущего оборудова87776

ии ,| прессов j некоторых печей термической обработки, дл устранени туманов растворител в обжиговых печах или на установках нанесени покрыти , J дл устраненр1 водных туманов, насыщенных моющими щелочными и другими токсичными веществами, дл хорошей промывки запьшенного газа с небольшими примес ми воды, дл удалени не0 больших следов загр зн ющей жидкости в водных фазах, таких как сточные воды после очистки нефти, дл осветлени жидких фаз с примес ми т желых загр зн ющих веществ.

Фив,1

15

L

u

I

IG 17

иг.З

2 Г2 Г2t7

фиг Л

15 6 -ч

12

х- .I

,.,.,™, - -N

X .,-..™ LlZL .

p XI 1

12

: iv. - .-v

17

Л

27

.

x.

C:

t.дЗц , 7

Л

/

20 19

/ X . ;

22

7

fj

32 г j;

J

.;j

33

Claims

1. Способ центробежного раз деления смеси фаз, заключающийся в подаче смеси на ротор, осевом отсосе выше ротора и перемещении тяжелой фазы к периферии, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет обеспечения рекуперации кинетической энергии потока, смесь подают на ро•тор со скоростью, тангенциальная составляющая которой превышает тангенциальную составляющую скорости вращения ротора, разделяют смесь на множество спиральных потоков, пересекающих ротор, а спиральные потоки на выходе из ротора спрямляют для трансформирования в абсолютный осевой поток.

2. Установка для центробежного разделения смеси фаз, содержащая не- ,подвижный корпус с расположенными в нем и установленными с возможностью вращения на общем валу отсосным приспособлением и ротором,Ό т л и чающаяся тем,* что, с целью повышения эффективности, разделения за счет обеспечения минимальной ос.таточной осевой скорости в роторе, она снабжена выпрямителем, установленным в верхней части ротора, и распределителем, установленным под ротором, выполненным в виде набора перфорированных пластин, при этом пластины размещены одна над другой ярусами и имеют угловое смещение перфораций в ярусах, а распределитель выполнен в виде перфорированной пластины, к нижней поверхности которой присоединены вогнутый лопасти у кромки каждой перфорации.

3. Установка поп. 2, отличающаяся тем, что перфорация пластины имеет фс^рму трапеции.

4. Установка поп. 2, отличающаяся тем, что выпрямитель выполнен в виде перфорирован•ной пластины с лопастями, установленными на ее верхней поверхности, при этом лопасти присоединены к кромке каждой перфорации и обращены вогнутостью вверх.