SU897302A1 - Центрифуга дл отделени жидкости от газа - Google Patents

Description

Изобретение относится к центрифугистроению, в частности к центрифугам для отделения. жидкости от газа в технологических системах химического и нефтехимического производства, предприятий пищевой и медицинской промышленности ⁵ и в других областях народного хозяйства,

Известна центрифуга для отделения ₁₀ жидкости' от газа, содержащая ротор с трубками для подвода газожидкостной смеси и отвода разделенных компонентов и отбойный диск, укрепленный на трубхе для подвода газожидкостной смеси[1].

Недостатком известной центрифуги является неполное отделение жидкости от газа и ее низкая производительность, обусловленные отсутствием сепарации _2Q при осевом движении газожидкостной смеси в трубке для ее подвода в ротор при ее радиальном движении непосредственно у входа в ротор.

Цель изобретения - более полное отделение жидкости от газа и увеличение производительности центрифуги.

Поставленная цель Достигается тем, что в центрифуге для отделения жидкости от газа, содержащей ротор с трубками для подвода газожидкостной смеси и отвода разделенных компонентов и отбойный диск, укрепленный на трубке для подвода газожидкостной смеси, в роторе установлено устройство для предваритепь.» ного разделения поступающей газожидкостной смеси.

Выпускной участок трубки для подвода газожидкостной смеси’может быть выполнен перфорированным.

Устройство для предварительного разделения поступающей газожидкостной смеси может быть выполнено в виде диска, установленного центрально у выпускного отверстия трубки для подвода газожидкостной смеси.

Кроме того, устройство для предварительного разделения поступающей газожид-.

костной смеси может быть выполнено в гиде конуса, снабженного патрубками для прохода газа и установленного так, что его меньшее основание расположено у выпускного отверстия трубки для подвода газожидкостной смеси.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема центрифуги для отделения жидкости от газа с устройством для предварительного разделения поступающей газо- ι жидкостной смеси, выполненным в виде диска и перфорированным выпускным участком трубки для подвода газожидкостной смеси, продольный разрез; на фиг. 2 вариант исполнения центрифуги с устрой- , ством для преварительного разделения, поступающей газожидкостной смеси,, выполненным в виде конуса, снабженного патрубками для прохода газа, продольный разрез.

Центрифуга для отделения жидкости от ' газа (фиг. 1) содержит ротср 1, в котором установлено устройство для предварительного разделения поступающей газожидкостной смеси, выполненное в виде диска 2, жестко связанного с ротором 1 посредством, например, винтов 3 и гаек 1. Для подвода газожидкостной смеси . служит осевая трубка 5, для отвода очищенного от жидкости газа - осевая трубка 6, а для напорного отвода отделенной ³ жидкости - аксиальная трубка 7, сообщающаяся с заборником 8 черпакового типа посредством радиальной трубки 9. На трубке 5 для подвода газожидкостной смеси укреплен отбойный диск 10, уста- ³ новленный между торцами ротора 1 и радиальной трубкой 9. Трубки 6 и 7 для отвода разделенных компонентов выполнены противоположно направленными, а диск 2 установлен центрально между трубками 6 ⁱ и 7, непосредственно у выпускного отверстия осевой трубки 5 для подвода газожидкостной смеси.

В наиболее перспективном варианте конструкции диаметр J выпускного от- ^ί верстия трубки 5 для подвода газожидкостной смеси, наружный диаметр!) и ^соответственно диска 2 и отбойного диока 10 и осевой зазор L между диском 2 и осевой перфорированной трубкой 5 ί связаны следующим соотношением:

В этом варианте исполнения центрифуги впускной участок трубки 5 для подвода газожидкостной смеси выполнен перфо рированным, посредством отверстий 11 произвольной формы, на участке между диском 2 и отбойным диском 10. Диск 2 установлен с возможностью осевого пере5 мешения вдоль направляющих винтов 3., жестко связанных с ротором 1, и фиксируется при помощи гаек 4. Оптимальное отношение диаметров дисков 2 и 10 лежит в пределах 1,1^ D)D_O< 1,5. В дру0 гом варианте конструкции центрифуги (фиг. 2) устройство для предварительного разделения поступающей газожидкостной смеси выполнено в виде конуса 12, снабженного патрубками 13 дпя прохода ₅ газа. Конус 12 установлен так, что его меНьшее основание расположено у выпускного отверстия трубки 5 для подвода газожидкостной смеси. Патрубки 13 для прохода газа установлены так, что их входные отверстия 14 расположены внутри конуса 12 на расстоянии Е от оси вращения ротора 1, а входные отверстия 15 расположены вне конуса 12 на аналогичном расстоянии R . При этом И SR и соблюдается дополнительное условие R 7 0,5* Ό_ο , где ϋ_ο- наружный диаметр перфорированного отбойного конуса 16, жестко связанного с трубкой 5. Дополнительное условие позволяет дросселировать поток газа при повышенном содержании в нем жидкости й тем самым предотвращает переполнение ротора 1. '

Центрифуга для отделения жидкости от газа работает следующим образом.

Перерабатываемая- газожидкостная смесь подается в ротор 1 (фиг. 1) по осевой трубке 5 при помощи автономного устройства, например воздуходувки или . компрессора (не показано). Взаимодействуя с устройством дпя предварительного разделения, выполненным в виде диска 2, поступающая газожидкостная смесь приобретает окружную и .радиальную скорости и направляется на периферию диска 2, где под действием центробежных сип разделяется на компоненты. Окончательное разделение смеси происходит в роторе 1, а затем очищенный газ возвращается к оси вращения ротора 1 и отводится через осевую трубку 6. Отсепарированная жидкость пбд действием центробежных сил образует на периферии ротора 1 вращающееся жидкостное кольцо и поступает к заборнику черпакового типа 8. Далее жидкость под напором отводится к потребителю через радиальную и аксиальную трубки 9 и 7 соответственно. Вторичный унос, т. е. утечки жидкости из ротора 1, стекающей к оси

8ί вращения по неподвижному радиапьному патрубку 9, предотвращается установкой между этим патрубком и торцом ротора 1 отбойного диска 10, который предназначен для возврата жидкости в зону Действия центробежных сип. Другая часть жидкости по наружной поверхности трубки 5 возвращается в зону действия устройства для предварительного разделения поступающей газожидкостной смеси, т. е. к диску 2, откуда она снова отбрасывается на периферию ротора 1. Для бопее полного отделения жидкости от газа и повышения производительности центрифуги, выпускной участок трубки 5 для подвода газожидкостной смеси выполнен перфорированным, посредством отверстий

11. В этом случае основная часть жидкости отделяется от газа уже в перфорированной трубке 5, дополнительное разделение компонентов осуществляется на > диске 2 и затем окончательное в роторе 1. Осеподвижная установка диска 2.позволяет регулировать эффективность как предварительного разделения, так и центрифуги в целом. Диаметр D диска 2 выполняют большим диаметра D_o отбойного диска 10 с цепью автоматического дросселирования потока газожидкостной смеси в случае повышенного содержания жидкости в поступающей смеси, что предотвращает возможность переполнения ротора 1 жидкостью. В другом варианте центрифуги (фиг. 2) газожидкостная смесь также предварительно разделяется в трубке 5 для ее подвода, а затем в конусе

12, снабженном патрубками 13 для прохода газа. В этом случае, под действием центробежных сил жидкость отделяется от газового потока и отбрасывается в радиальном направлении к внутренней поверхности конуса 12, а газ вытесняется жидкостью к оси вращения ротора Г. Жидкость по внутренней поверхности конуса 12 Движется к его большему диаметру р· и попадает на периферию ротора 1, а газ через патрубки 13 для его прохода поступает во внутреннюю полость ротора 1. Так осуществляется предварительное разделение газожидкостной смеси. Дальнейшее разделение производится в роторе 1. Очищенный газ отводится через трубку 6, а отделенная жидкость поступает в заборник 8 черпакового типа и по радиальной трубке 9 в аксиальную отводную трубку 7.

Установка в роторе центрифуги устройства для предварительного разделения поступающей газожидкостной смеси обеспе7302 6 чйвает более полное отделение жидкости от газа, повышает производительность центрифуги, снижает гидравлическое сопротивление движению газожидкостной ' $ смеси. Кроме того, предложенная конструкция позволяет регулировать эффективность сепарации и находить оптимум для различных расходов и концентрации газожидкостной смеси, обеспечивает авто10 матическое дросселирование транспортпо. го потока газа и тем самым исключает возможность переполнения ротора жидкостью, обеспечивая, предохранение его привода от перегрузок, а жидкостной 1$ системы потребителя - от недопустимых превышений рабочего давления. Установка этого устройства позволяет значительно упростить конструкцию центрифуги й повысить надежность ее функционирования.

го

Claims (4)

1. (54) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ Изобретение относитс  к центрифугостроенню , в частности к центрифугам дл  отделени , жидкости от газа в технопогических системах химического и нефте химического гфоизводства, предпри ч-ий пищевой и медицинской промышленности и в других област х народного хоз йства , .Известна центрифуга дл  отделени  жидкости от газа, содержаща  ротор с трубками дл  подвода гаэожидкостной смеси и отвода разделенньк компонентов и отбойньй диск, укрепленньй на тру jce дл  подвода газожидкостаой смеси 1. Недостатком известной центрифуги  вл етс  неполное отделение жидкости от газа и ее низка  производительность, обусловленные отсутствием сепарации при осевом движении газожидкостной сме си в трубке дл  ее подвода в ротор при ее радиальном движении непосредственно у входа в ротор. ОТ ГАЗА Цель изобретени  - более полное о-рделение жидкости от газа и увеличение производительности центрифуги. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в центрифуге дл  отделени  жидкости от газа, содержащей ротор с трубками дл  подвода газожидкостной смеси и оо вода разделенных компонентов и отбойньвй диск, укрепленный на трубке дл  подвода газожидкостной смеси, в роторе установлено устройство дл  предвари тел ь. ного разделени  поступающей газожиДгкостной смеси. Выпускной участок трубки дл  подвода газожидкостной смеси может быть выполнен перфорированным. Устройство дл  предварительного разделени  поступающей газожидкостной смеси может быть выполнено в виде диска, установленного центрально у выпускного отверсти  трубки дл  подвода газожидкостной смеси. Кроме того, устройство дл  предварительного разделени  поступающей газожид-, 3 S костной смссн может быть выполнено в |,ндс конуса, снабнсенного патрубками Ш1Я прохода гаоа и установленного так, что его меньшее основание расположено у оыпускного отверсти  трубки дл  подвода газожНАКОСТНОЙ смеси. На фиг. 1 приведена конструктивна  схема центрифуги дл  отделени  жидкости от газа с устройством дл  предварительного разделени  поступающей газожидкостной смеси, выполненным в виде диска и перфор(фованным выпускным yuacTKOKf трубки дл  подвода газожидкос ной смеси, продольный разрез; на фиг. 2 вариант исполнени  центрифуги с устройством дл  преварительного разделени , поступающей газожидкостной смеси,, выполненным в виде конуса, снабженного патрубками дл  прохода газа, продольный разрез. Центрифуга дл  отделени  жидкости от газа (фиг. 1) содержит ротср 1, в котором установлено устройство дл  предварительного разделени  поступающей газожидкостной смеси, выполненное в виде диска 2, жестко св занного с ротором 1 посредством, например, винтов 3 и гаек 1. Дл  подвода газожидкостной смеси служит осева  трубка 5, дл  отвода очиш .енного от жидкости газа - осева  трубка 6, а дл  напорного отвода отделенной жидкости - аксиальна  трубка 7, сообщающа с  с заборником 8 черпакового типа посредством радиальной трубки 9. На трубке 5 дл  подвода газожндкостной смеси укреплен отбойный диск 10, установленный между торцами ротора 1 и ра альной трубкой 9. Трубки 6 и 7 дл  отвода разделенных компонентов выполнен противоположно направленными, а диск 2 установлен центрально между трубками 6 и 7, непосредственно у выпускного отверсти  осевой трубки 5 дл  подвода газожидкостной смеси. В наиболее перспективном варианте конструкции диаметр J выпускного ОРверсти  трубки 5 дл  подвода газожидкостной смеси, наружный диаметр)иВдСОответственно диска 2 и отбойного дисзка 10 и осевой зазор L между диском 2 и осевой перфорированной трубкой 5 св заны следующим соотнощением: o,,.1.f.5,,, F3 этом варианте исполнени  центрифуги впускной участок трубки 5 дл  подвода гЯПо.к КАК остион смеси выполнен перфо2 рированным, посредством отверстий 11 произвол1)иой формы, на.участке между диском 2 и отбойным диском 10. Диск 2 установлен с возможностью осевого перемещени  вдоль направл ющих винтов 3., жестко св занных с ротором 1, и фиксируетс  при помощи гаек 4. Оптимальное отношение диаметров дисков 2 и 10 лежит в пределах 1, D)Do 1.5. В другом варианте конструкции центрифуги (фиг. 2) устройство дл  предварительного разделени  поступающей газожидкостной смеси выполнено в виде конуса 12, снабженного патрубками 13 дп  прохода газа. Конус 12 установлен так, что-его меНьщее основание расположено у выпускного отверсти  трубки 5 дл  подвода газожидкостной смеси. Патрубки 13 дл  прохода газа установлены так, что их входные отверсти  14 расположены внутри конуса 12 на рассто нии h от оси вращени  ротора 1, а входные отверсти  15 расположены вне конуса 12 на аналогичном рассто нии R . При этом ( :5 R и соблюдаетс  допопгштепьное условие f 7 0,5 DO , где Dfj- наружный диаметр перфорированного отбойного конуса 16, жестко св занного с трубкой 5. Дополнительное условие позвол ет дросселировать поток газа при повышенном содержании в нем жидкости и тем самым предотвращает переполнение ротора 1. Центрифуга дл  отделени  Жидкости от газа работает следующим образом. Перерабатываема - газожидкостна  смесь подаетс  в ротор 1 (фиг. 1) по осевой трубке 5 при помощи автономного устройства, например воздуходувки или . компрессора (не показано). Взаимодейству  с устройством дп  предварительного разделени , выполненным в виде диска 2, поступающа  газожидкостна  смесь приобретает окружную и .радиальную скорости и направл етс  на периферию диска 2, где под действием центробежных сил раздел етс  на компоненты, Окончате .льное разделение смеси происходит в роторе 1, а затем очищенный газ воз- вращаетс  к оси вращени  ротора 1 и отводитс  через осевую трубку 6. Отсепарированна  жидкость пс5д действием центробежных сил образует на периферии ротора 1 вращ 1ющеес  жидкостное кольцо и поступает к заборнику черпакового типа 8, Далее жидкость под напором отводитс  к потребителю через радиальную и аксиальную трубки 9 и 7 соответст iGHHo . ,5 унос, Т. в. утечки жидкости из ).)Огора I, стекающей к оси 5 вращени  по неподвижному радиапьному патрубку 9, предотвращаетс  установкой между этим патрубком и торцом ротора 1 отбойного диска 1О, который предназначен дл  возврата жидкости в зону действи  центробежных сип. Друга  част жидкости по наружной поверхности трубки 5 возвращаетс  в зону действи  устройства дл  предварительного разделени  поступающей газожидкостной смеси, т, е к диску 2, откуда она снова отбрасыБаетс  на периферий ротора 1. Дл  более полного отделени  жидкости от газа и повьпиени  производительности центрифуги , выпускной участок трубки 5 дл  подвода газожидкостной смеси выполнен перфорированным, посредством отверстий 11.В этом случае-основна  часть жидкости отдел етс  от газа уже в перфорированной трубке 5, дополнительное разделение компонентов осуществл етс  на диске 2 и затем окончательное в роторе 1. Осеподвижна  установка диска 2.позвол ет регулировать эффективность как предварительного разделени , так и центрифуги в целом. Диаметр D диска 2 выполн ют бопьшим диаметра Х) отбойного диска Ю с целью автоматического дросселировани  потока газожидкостной смеси в случае повышенного содержани  жидкости в поступающей смеси, что предотвращает возможность переполнени  ро тора 1 жидкостью. В другом варианте центрифуги (фиг. 2) газожидкостна  смес также предварительно раздел етс  в труб ке 5 дл  ее подвода, а затем в конусе 12,снабженном патрубками 13 дл  прохода газа. В этом случае, под действием центробежных сил жидкость отдел етс  от газового потока и отбрасываетс  в радиальном направлении к внутренней поверхности конуса 12, а газ вытесн етс  жидкостью к оси вращени  ротора Г. Жидкость по внут|1енней поверхности конуса 12 движетс  к его большему диаметру D- и попадает на периферию ротора 1, а газ через патрубки 13 дл  его прохода поступает во внутреннюю попость ротора 1. Так осуществл етс  предварительное разделение газожидкостной сме си. Дальнейшее разделение производитс  в роторе 1. Очищенный газ отводитс  через трубку 6, а отделенна  жидкость поступает в заборник 8 черпакового типа и по радиальной трубке 9 в аксиальную отводную трубку 7. Установка в роторе центрифуги устрой . ства дл  предварительного разделени  поступающей газожидкостной смеси обеспе2 чнвает более полное отделение жидкости от газа, повышает производительность центрифуги, снижает гидравлическое сопротивление движению газожидкостной смеси. Кроме того, предложенна  конструкци  позвол ет регулировать эффективность сепарации и находить оптимум дл  различных расходов и концентрации газожидкостной смеси, обеспечивает автоматическое дросселирование транспортного потока газа и тем самь1М исключает возможность переполнени  ротора жидкостью , обеспечива , предохранение его привода от перегрузок, а жидкостной, системы потребител  - от недопустимых превьаиений рабочего давлени . Устапомка этого устройства позвол ет значительно упростить конструкцию центрифуги И повысить надежность ее функционировани . Формула изобретени  1.Центрифуга дл  отделени  жидкости от газа, содержаща  ротор с трубками дл  подвода газожидкостной смеси и отвода разделенных компонентов и отбойHbrii диск, укрепленный на-трубке дл  подвода газожидкостной смеси, отличающа с  тем, .что, с целью более полного отделени  жидкости и увеличени  производительности центрифуги, в роторе установлено устройство дл  предворитель ного разделени  поступающей газожидкостной смеси.
2. 2.Центрифуга по п. 1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что 1вь пускной участок трубки дл  подвода газожидкостной смеси выполнен перфорированным.
3. 3.Центрифуга по п. 1, о т л и ч аю щ а   с   тем, что устройство дл  предварительного разделени  поступающей газожидкостной смеси выполнено в виде диска, установленного центрально у выпускного отверсти  трубки дл  подвода газожидкостной смеси.
4. 4.Центрифуга по п. 1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что устройство дл  предварительного разделени  поступак ней газожидкостной смеси выполнено в г.идс конуса, снабженного патрубками дл  прохода газа и установленного так, что его меньшее основание расположено у выпускного отверсти  трубки дл  подвода газожидкостной смеси. Источники информации, прин тые во внимание при эксперти.-1 . Авторское свидетельство СССР по а вке № 2865О85/28-13, сп. В 04-В 11/02, 04.01.80..