SU822908A1 - Сепаратор дл отделени частиц изпОТОКА СплОшНОй СРЕды - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике' очистки сплошных сред в химической технологии и энергетике.

Известен сепаратор для отделения _ капельной жидкости из газового пото-' ^э ка, содержащий корпус, входной, выходной и отводящий патрубки, коаксиальный корпусу перфорированный стакан, кольцевые перегородки между корпусом и перфорированным стаканом и ¹⁰ установленные внутри стакана направляющие конические тела и дисковые завихрители потока £1].

Однако сепаратор обладает значительным гидравлическим сопротивлени- 15 ем и низкой эффективностью сепарации за счет срыва пленки или конгломератов частиц с завихрителей и направляющих конических тел.

Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности и достигаемому результату является сепаратор, содержащий корпус с входным, выходным патрубками и патрубком отвода частиц, коаксиально'установленный внут- 25 ри корпуса перфорированный стакан, кольцевые перегородки между корпусом и перфорированным стаканом и шайбы, размещенные внутри перфорированного стакана. Сепарация в данном устрой- 30 стве происходит за счет изменения условий течения газа в пристенной области около шайб [2]. Недостаток известного сепаратора состоит в том, что для частиц различных размеров не обеспечивается эффективное их осаждение на поверхность перфорированного стакана в пристенных зонах, что ведет к повторному вовлечению частиц в поток.

Цель изобретения — повышение эффективности отделения частиц из потока за счет интенсификации процесса осаждения их в вихревых пристенных зонах.

Поставленная цель достигается тем, что сепаратор снабжен упорной резьбовой втулкой, которой соединен с шайбами, выполненными спиральными, имеющими соотношение размеров, определяемое по формулам

«.«{«Μ где h — шаг спирали (расстояние между витками), м;

d — внутренний диаметр шайбы, м, ~ толщина витка, м;

D — наружный диаметр шайбы, м.

Спиральное шайбы являются источником вихреобразования и в то же время вынуждают среду двигаться по спирали. При этом частицы под действием поля центробежных сил мигрируют к стенкам и, осаждаются на них в обра- $ зованных вихревых зонах.

На чертеже представлен сепаратор, общий вид.

г

Сепаратор содержит входной патрубок 1 , выполненный в виде.усеченного jq конуса, корпус 2 с фланцами, установленный коаксиально к корпусу 2 перфорированный стакан 3,“ кольцевые перегородки. 4, закрепленные на наружной поверхности перфорированного стакана 3 с зазором к поверхности корпуса 2, спиральные шайбы 5, установленные внутри перфорированного стакана и контактирующие с упорной резьбовой втулкой 6, поглотитель частиц 7, выходной патрубок 8, соосный корпусу 2. 20 отводящий патрубок 9.

Сепаратор работает следующим образом.

Поток загрязненной частицами газовой или жидкой среды поступает че- 25 рез входной патрубок 1 к перфорированному стакану 3 и к спиральным шайбам 5. Среда при.этом получает вынужденную закрутку в результате вязкого взаимодействия со спиральными шайба- jq ми 5. Это побуждает частицы интенсивно мигрировать к стенкам стакана 3 q под воздействием центробежных сил.

В пространстве у стенки стакана 3 между шайбами 5 возникают вцхревые 35 зоны, которые способствуют инерционному осаждению частиц в отверстия стакана 3. Указанные количественные соотношения размеров шайб обеспечивают отделение частиц из среды в широком диапазоне изменения плотностей 40 и вязкости частиц и среды. Однако уменьшение расстония между витками спиральных шайб 5 ниже отношения =

0,5 и соответствующее увеличение их 45 количества приводит к резкому увеличению потерь давления за счет трения. ¹ При увеличении отношения шага витка к его толщине свыше 2-х, вихреобразование становится крайне малым при 50 отделении частиц из потоков сплошной среды с большой вязкостью. Выбор отношения внутреннего диаметра спиральных шайб 5 к внешнему их диаметру, равным 0,7-0,8, вызван с одной стороны 55 необходимостью .интенсифицировать процесс закрутки среды, а с другой — снизить гидравлическое сопротивление тракта.

Изменение шага спиральных шайб 5 осуществляется урорной резьбовой втул-60 кой 6, что позволяет подбирать наиболее эффективный шаг в названном диапазоне для сред с различной вязкостью и плотностью. Для вязких сред следует •выбирать наибольший шаг и наибольшее 65 отношение внутреннего диаметра к внешнему спиральных шайб 5. Для мелких частиц, обладающих малой инерционностью по сравнению' со сплошной средой, необходимо выбирать меньшее расстояние между шайбами для сохранения их пульсационного вихревого движения, для более крупных — больший шаг. Для предотвращения срыва в очищенный попоток конгломератов частиц или образующейся пленки на наружную поверхность стакана 3 установлен поглотит тель частиц 7, изготовленный из капиллярно-пористого материала. Движение несущей среды, проникающей в пространство между корпусом 2 и стаканом 3, стабилизируется кольцевыми перегородками 4, частицы и часть среды удаляются через патрубок 9. Основная масса среды, очищенная от частиц, выходит через патрубок 8.

Как показали проведенные испытания, сепаратор обладает высокой эффективностью отделения частиц размерами 0,5-5 мкм 60-70%, размерами 550 мкм 80-85%, что на 20% превосходит эффективность отделения известных сепараторов. Сопротивление предлагаемого .сепаратора лишь на 3-5% больше сопротивления гладкой трубы и в 2-3 раза меньше сопротивления известных сепараторов при том же расходе среды. Сепаратор эффективен как при отделении жидких или твердых частиц из газового потока, так и при сепарации твердых частиц из жидкости.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к технике очистки сплошных сред в химической технологии и энергетике. ИзвесТчн сепаратор дл  отделени  капельной жидкости из газового потока , содержащий корпус, входной, выходной и отвод щий патрубки, коаксиальный корпусу перфорированный стакан , кольцевые перегородки между кор пусом и перфорированным стаканом и установленные внутри стакана направл ющие конические тела и дисковые завихрители потока 111. Однако сепаратор обладает значительным гидравлическим сопротивлением и низкой эффективностью сепарации за счет срыва пленки или конгломератов частиц с завихрителей и направл ющих конических тел. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  сепаратор, со держсцдий корпус с входным, выходным патрубками и патрубком отвода частиц , коаксиальнойустановленный внутри корпуса перфорированный стакан, кольцевые перегородки между корпусом и перфорированным стаканом и шайбы, размещенные внутри перфорированного стакана. Сепараци  в данном устройстве происходит эа счет изменени  условий течени  газа в пристенной области около шайб 2. Недостаток известного сепаратора состоит в том, что дл  частиц различных размеров не обеспечиваетс  эффективное их осаждение на поверхность перфорированного стакана в пристенных зонах , что ведет к повторному вовлечению частиц в поток. Цель изобретени  - повышение эффективности отделени  частиц из потока за счет интенсификации процесса осаждени  их в вихревых пристенных зонах. Поставленна  цель достигаетс  тем, что сепаратор снабжен упорной резьбовой втулкой, которой соединен с шайбами , выполненными спиральными, имеющими соотношение размеров, опреде-г л емое- по формулам 0, й2, 0,7 iO,8 где h - шаг спирали (рассто ние между витками), м; d - внутренний диаметр шайбы, м, сР-- толщина витка, м; О - наружный диаметр шайбы, м. Спиральное шайбы  вл ютс  источником вихреобразовани  и в то же вре м  вынуждают среду двигатьс  по спирсши . При этом частицы под действием пол  центробежных сил мигрируют к стенкам и, осаждаютс  на них в образованных вихревых зонах. На чертеже -представлен сепаратор, общий вид. Сепаратор содержит входной патрубок 1, выполненный в виде.усеченного конуса, корпус 2 с фланцами, установ ленный коаксиально к корпусу 2 перфо рированный стакан 3, кольцевые перегородки . 4, закрепленные на наружной поверхности перфорированного стакана 3 с зазором к поверхности корпуса 2, спиральные шайбьа 5, установлен ные внутри перфорированного стакана контактирующие с упорной резьбовой втулкой 6, поглотитель частиц 7, выходной патрубок 8, соосный корпусу 2 отвод щий патрубок 9. CenapciTOp работает следующим образом . Поток загр зненной частицами газовой или жидкой среды поступает через входной патрубок 1 к перфорированному стакану 3 и к спиральным шай бам 5. Среда при.этом получает вынуж денную закрутку в результате в зкого взаимодействи  со спиральными шайбами 5. Это побуждает частицы интенсив но мигрировать к стенкам стакана 3 под воздействием центробежных сил. В пространстве у стенки стакана 3 между шайбами 5 возникают в хревые зоны, которые способствуют инерционному осаждению частиц в отверсти  стакана 3. Указанные количественные соотношени  размеров шайб обеспечивают отделение частиц из среды в широком диапазоне изменени  плотностей и в зкости частиц и средн. Однако уменьшение расстони  между витками спиральных шайб 5 ниже отношени  - 0,5 и соответствующее увеличение их количества приводит к резкому увеличению потерь давлени  за счет трени  При увеличении отношени  шага витка к его толщине свыше 2-х, вихреобразо вание становитс  крайне малым при отделении частиц из потоков сплошной среды с большой в зкостью. Выбор отн шени  внутреннего диаметра спиральны шайб 5 к внешнему их диаметру, равным 0,7-0,8, вызван с одной стороны необходимостью .интенсифицировать про цесс закрутки среды, а с другой - снизить гидравлическое сопротивление тракта. Изменение шага спиральных шайб 5 Осуществл етс  упорной резьбовой вту кой 6, что позвол ет подбирать наиболее эффективный шаг в названном ди пазоне дл  сред с различной в зкость и плотностью, дл  в зких сред следуе выбирать наибольший шаг и наибольшее отношение внутреннего диаметра к внешнему спиргшьных шайб 5. Дл  мелких частиц, обладающих малой инерционностью по сравнению со сплошной средой , необходимо выбирать меньшее рассто ние между шайбами дл  сохранени  их пульсационного вихревого движени , дл  брлее крупных - больший шаг. Дл  предотвращени  срыва в очищенный попоток конгломератов частиц или образующейс  пленки на наружную поверхность стакана 3 установлен поглотиттель частиц 7, изготовленны.й из капилл рно-пористого материала. Движение несущей среды, проникающей в пространство между корпусом 2 и стаканом 3, стабилизируетс  кольцевыми перегородками 4, частицы и часть среды удал ютс  через патрубок 9. Основна  масса среды, очищенна  от частиц, выходит через патрубок 8. Как показали проведенные испытани , сепаратор обладает высокой эффективностью отделени  частиц размерами 0,5-5 мкм 60-70%, размерами 550 мкм 80-85%, что на 20% превосходит эффективность отделени  известных сепараторов. сопротивление предлагаемого .сепаратора лишь на 3-5% больше сопротивлени  гладкой трубы и в 2-3 раза меньше сопротивлени  известннгх сепараторов при том же расходе .среды. Сепаратор эффективен как при отделении жидких или твердых частиц из газового потока, так и при сепарации твердых частиц из жидкости. Формула изобретени  Сепаратор дл  отделени  частиц из потока сплошной среды, содержащий корпус с входным, выходным патрубками и патрубком отвода частиц, коаксиально установленный внутри корпуса перфорированный стакан, кольцевые перегородки между корпусом и перфорированным стаканом и шайбы, размещенные внутри перфорированного стакана , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности отделени  частиц из потока за счет интенсификации процесса осаждени  их в вихревых пристенных зонах, он снабжен упорной резьбовой втулкой, которой соединен с шайбами, выполненными спиральными, имеющими соотношение размеров , определ емое по формулам 0,5 |- 2, 0,7 - 0,8 где h - шаг спирали (рассто ние между витками), м; d - внутренний диаметр шайбы, м; (У- толщина витка, м; D - наружный диаметр шайбы, м. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 245011, кл. В 01 О 46/24, 1968.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 633561, кл. В 01 О 46/24, 1976.