SU731992A1

SU731992A1 - Вихревой сепаратор

Info

Publication number: SU731992A1
Application number: SU772539440A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Владимирович Мартынов; Константин Борисович Немира; Антонина Максимовна Шаганова
Original assignee: Московский Ордена Ленина Энергетический Институт
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1977-11-01
Publication date: 1980-05-05

Description

| .· локая |

О П ИС А НЙЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ свидетельству'

Союз Советских

С оциалистических

Республик >й ·

uw ·· (61) Дополнительное к авт, свид-ву — (22) Заявлено ОL11.77 (21) 2539440/23-26 с присоединением заявки№ - (23) Приоритет -

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 0505.80 (51)М. Кл.^{1 2}

В 01 D 45/12

В 01 D 53/00 (53) УДК 621.928.

.37(088.8) (72) Авторы изобретения

А.В.Мартынов, К.В.Немира и А.М.Шаганова (71)Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (5 4) ВИХРЕВОЙ

Сепаратор предназначен для термодинамического разделения смесей газов и может найти применение в химической, нефтяной, горнообогатительной и других видах промышленности.

Известен вихревой сепаратор для термодинамического разделения смесей газов, содержащий корпус с патрубками для ввода смеси газов и вывода конденсата и газа и вихревую камеру, закрепленную по оси корпуса, на входном конце которой установлена входная камера с соплом [ 1 ] .

Недостатком конструкции этого сепаратора является неполное извлечение конденсирующихся компонентов из-за недостаточной эффективности отвода конденсата только одной кольцевой щелью. Это определяется тем, что основная масса конденсата может быть сосредоточена в парокапельном слое около жидкостной пленки., Часть‘парокапельного .слоя будет выноситься газовым потоком.

Эффективность данной конструкция сепаратора обеспечивается как отводом жидкости при термодинамических параметрах газа, так и стабилизацией отводимой пленки во второй ступени

СЕПАРАТОР сепарации путем уменьшения скорости газа. Конструктивно уменьшение скорости газа достигается увеличением диаметра сепаратора,.что не во всех случаях является возможным.

Целью изобретения является повышение степени разделения.

Поставленная цель достигается тем, что вихревая камера выполнена в виде Ю двух конических обечаек, соединенных между собой большими основаниями.

На чертеже показан вихревой сепаратор, разрез.

Во входной камере 1 размещены патрубок 2 для входа смеси газов, сопло 3 и диафрагма 4 с патрубком 5 для выхода холодного потока. Вместо диафрагмы 4 может быть установлена заглушка. В вихревой камере 6, начи20 ная от сопла, выполнены конденсатоотводямие щели 7, сообщающиеся с полостью корпуса 8 конденсатосборника, которая образована между вихревой камерой 6 и корпусом 8. Дополнитель25 ная вихревая камера 9 выполнена конической и соединяется с основной вихре вой камерой 6 наибольшими диаметрами. у другого конца· камёры 9 установлен сепарационный патрубок 10 и патрубок

11 для отвода конденсата. В корпусе размещен патрубок 12 для отвода конденсата.

Вихревой сепаратор работает следующим образом.

Исходный газ поступает во входную камеру 1 через патрубок 2. Далее газ через сопло 3 входит в полость вихревой камеры 6. В результате вихревого эффекта энергетического разделения газа входящий поток разделяется на два потока с различной температурой. Холодный поток выходит через диафрагму 4 и патрубок 5, а горячий - через сепарационный патрубок 10. Когда не требуется получения горячего и холодного 'потоков газа, диафрагма 4 заменяется заглушкой. При разгоне газа в сопле 3 достигается околозвуковая скорость истечения газового потока. За счет увеличения скорости газа понижается его термодинамическая температура. Образующееся пересыщение газа парами компонентов приводит к их конденсации. Сконденсировавшиеся, а также имеющиеся на входе в сепаратор капельки сепарируются в поле значительных центробежных сил и образуют на поверхности верхнего вихревого корпуса жидкостную пленку и возле нее парокапельный слой. Жидкостная пленка и частично парокапельный слой отводятся через конденсатоотводящие щели 7 в полость, образованную между вихревой камерой б и корпусом 8. Необходимость устройства конденсатоотводящих щелей 7 в нескольких сечениях вихревой камеры 6 вызвано тем, что сепарация капель, имеющих полидисперсную структуру, происходит во времени. Кроме того, с помощью конденсатоотводящих щелей 7 отбирается, в основном, пленка жидкости. От предыдущей к последующей щели 7 пленка жидкости всостанавливается из парокапельного слоя. Таким образом^ возможен’.следующий этап отвода конденсата, конденсат проходит в полость, образованную между корпусом 8, вихревой камерой б и дополнительной вихревой камерой 9, и выводит ся из сепаратора по патрубку 12. Окончательная сепарация происходит при образовании стабильной пленки конденсата на стенке дополнительной вихревой камеры 9. В результате уменьшения скорости газа коническая поверхность дополнительной вихревой камеры 9 стабилизирует, существенно увеличивает толщину жидкостной пленки и облегчает зе отвод. Конденсат отделяется от газового потока с помощью сепарационного патрубка 10 и выводится через патрубок 11. Газовый поток выходит из аппарата по сепарационному патрубку 10.

Таким образом, применение предлагаемого сепаратора повышает степень извлечения компонента из газовой смеси благодаря сепарации конденсирующихся компонентов газа в две ступени.

Первая ступень - сепарация конденсата при термодинамических параметрах околозвукового газового потока.

Вторая ступень — окончательная сепарация при образовании стабильной пленки на конусной поверхности нижнего вихревого корпуса.

Claims

(54) ВИХРЕВОЙ СЕПАРАТОР Сепаратор предназначен дл термо динс1мического .разделени смесей газов и может найти применение в хими ческой, нефт ной, горнообогатительной и других видах промышленности. Известен вихревой сепаратор дл термодинамического разделени смесей газов, содержащий корпус с патрубками дл ввода смеси газов и вывода конденсата и газа и вихревую камеру, закрепленную по оси .корпуса, на входном конце которой установлена входна камера с соплом 1 . Недостатком конструкции этого се паратора вл етс неполное извлечение конденсирующихс компонентов из-за недостаточной эффективности отвода конденсата только одной кольцевой телью. Это определ етс тем, что основна масса конденсата может быть сосредоточена в парокапельном слое около жидкостной пленки .. Часть.парркапельного сло будет выноситьс газовым потоком. Эффективность данной кснструкс л сепаратора обеспечиваетс как отводе . жидкости при термодинамическ1 х параметрах газа, так и стабилизацие отводимой пленки во второй ступени сепарации путем уменьшени скорости газа. Конструктивно уменьшение скорости газа достигаетс увеличением диаметра сепаратора,.что не во всех случа х вл етс возможным. Целью изобретени .вл етс повышение степени разделени , . Поставленна цель достигаетс тем, что вихрева камера выполнена в виде двух конических обечаек, соединенных между, собой большиьш основани ми. На чертеже показан вихревой сепаратор , разрез. Во входной камере 1 размешены патрубок 2 дл входа смеси газов, сопло 3 и диафрагма 4 с патрубке 5 дл выхода холодного потока. Вместо диафрагмы 4 ьюжет быть ycтc.v oвлeнa заглушка. В .вихревой камере 6, начина от сопла, выполнены коиденсатоотвод щие те.пи 7, сообщающиес с полостью корпуса 8 конденсатосборника, котора образована между вихревой камерой 6 и корпусом 8. Дополнительна вихрева камера 9 выполнена конической и соедин етс с основной вихревой камерой 6 наибольшими диаметргили. У другого конца камеры 9 установлен сепарационный патрубок 10 и патрубок 11 дл отвода конденсата. В корпусе 8 размещен патрубок 12 дл отвода конденсата. Вкхревой сепаратор работает следующим образом. Исходный газ поступает во входную камеру 1 через патрубок
2. Далее газ через сопло 3 входит в полость вихре вой камеры 6. В результате вихревого эффекта энергетического разделени газа вход щий поток раздел етс на два потока с различной температурой Холодный поток выходит через диафраг му 4 иЪатрубок 5, а гор чий - через сепарационный патрубок 10. Когда не требуетс получени гор чего и холодного потоков газа, диафрагма 4 замен етс заглушкой. При разгоне газа в сопле 3 достигаетс околозвукова скорость истечени газового потока. За счет увеличени скорости газа понижаетс его термодинамическа температура. Образующеес пересыщение газа парами компонентов при .водит к их конденсации. Сконденсировавшиес , а также имеющиес на входе в сепаратор капельки сепарируютс в поле значительных центробежных сил и образуют на поверхности верхне го вихревого корпуса жидкостную пленку и возле нее парокапельный слой. Жидкостна пленка и частично парокапельный слой отвод тс через конденсатоотвод щие щели 7 в полость образованную между вихревой камерой и корпусом 8. Необходимость устройст ва конденсатоотвод ших щелей 7 в нескольких сечени х вихревой камеры б вызвано тем, что сепараци капель имеющих полидисперсную структуру, происходит во времени. Кроме того, с помощью конденсатоогвод щих щелей отбираетс , в основном, пленка жидкости . От предыдущей к последующей щели 7 пленка жидкости всостанавливаетс из парокапельного сло . Таким образом возможенследующий этап отвода конденсата. Конденсат проходит в полость, образованную между корпусом 8, вихревой камерой 6 и дополнительной вихревой камерой 9, и выводи с из сепаратора по патрубку 12. Окончательна сепараци происходит при образовании стабильной пленки конденсата на стенке дополнительной вихревой камеры 9. В результате уменьшени скорости газа коническа поверхность дополнительной вихревой камеры 9 стабилизирует, существенно увеличивает толшину жидкостной пленки и облегчает ае отвод. Конденсат отдел етс от газового потока с помощью сепарационного патрубка 10 и выводитс через патрубок 11. Газовый поток выходит из аппарата по сепарационному патрубку 10. Таким образом, применение предлагаемого сепаратора повышает степень извлечени компонента из газовой смеси благодар сепарации конденсирующихс компонентов газа в две ступени . Перва ступень - сепараци конденсата при термодинамических параметрах околозвукового газового потока. Втора ступень - окончательна сепараци при образовании стабильной пленки на конусной поверхности нижнего вихревого корпуса. Формула изобретени Вихревой сепаратор дл термодинамического разделени смесей газсв, содержащий корпус с патрубками дл ввода смеси газов и вывода конденсата и газа, входную камеру с соплом и вихревую камеру закрепленную по оси корпуса, отличающийс тем. что, с целью повышени эффективности разделени за счет стабилизации процесса конденсации, вихрева камера выполнена в виде двух.конических обечаек, соединенных между собой большими основани ми. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 258319, кл. В 01 D 45/12, 16.09.-68 (прототип).