UA30672U - Сепаратор газовий вихрового типу - Google Patents

Abstract

Сепаратор газовий вихрового типу містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє, виготовлене у вигляді горизонтальної перегородки, і нижнє днища, вхідний, вихідний і зливний патрубки, дефлектор з відбиваючою пластиною, сепараційний пакет із вигнутими пластинами і щілинними каналами, проміжне днище, вловлюючу кишеню, дренажну трубку, що розташована в уловлюючій кишені, нижній осьовий диск, пальці, Г-подібні пластини, кишеню-пастку, верхній осьовий диск, радіальні пластини, кільцевий зазор, перепускний зазор. Сепаратор додатково містить принаймні одну горизонтальну пластину, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса сепаратора в зоні між сепараційним пакетом і корпусом. Один з торців горизонтальної пластини розміщений поблизу виходу з дефлектора. Пластина виконана в формі частини кільця. Ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора і менше відстані від сепараційного пакета до корпуса сепаратора.

Description

Опис винаходу

Корисна модель призначена для вловлювання мілкодисперсних та аерозольних рідких і твердих часток з 2 газового потоку і застосовується в нафтовій, газовій, хімічній та інших галузях промисловості.

Серед газових сепараторів відомий, наприклад, сепаратор для очищення газу (патент РФ на винахід

Мо2136350, МПКЄ В01045/12, 1999), що містить вертикальний циліндричний корпус, вхідний і вихідний патрубки, дефлектор, конфузор, сепараційний елемент, відбивач і шайбу. У внутрішньому отворі відбивача змонтована труба, що входить із кільцевими зазорами одним кінцем у вихідний патрубок, а іншим - в отвір конфузора. 70 Недоліком зазначеного пристрою є складна і малоефективна конструкція введення газорідинної суміші, яка приводить до того, що рідина, яка відокремилася із вхідної газорідинної суміші при проходженні через вхідний патрубок уздовж криволінійної пластини і вертикальної пластини через жолоби знову значною мірою захоплюється вхідною сумішшю з кромки вертикальної пластини.

По сукупності істотних ознак і призначенню, що реалізується, найбільш близьким технічним рішенням до 72 газового сепаратора вихрового типу, що заявляється, є технічне рішення по |патенту РФ на корисну модель

Мо58379)|, в якому по першому варіанту сепаратор містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє і нижнє днища, вхідний, зливний і вертикальний вихідний патрубки, дефлектор, вловлюючу кишеню, сепараційний пакет, проміжне днище, кишеню-пастку, горизонтальну перегородку, розташовану над сепараційним пакетом.

Недоліком конструкції зазначеного сепаратора є те, що в просторі між сепараційним пакетом і внутрішньою стінкою корпуса, при якій газорідинний потік, що виходить з дефлектора, проходить невеликий шлях уздовж внутрішньої стінки корпуса по спіралі вниз (основна частина потоку проходить не більше одного оберту) до досягнення нижнього краю сепараційного пакету. Це призводить до недостатньої ефективності сепарації газорідинного потоку в цій зоні, тому що частина часток рідини не встигає за такий короткий шлях досягти стінки корпуса сепаратора, транспортується з потоком на сепараційний пакет і далі - на інші ступені сепарації, збільшуючи їхнє завантаження, знижуючи ефективність сепаратора в цілому. 2

В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу створення такої конструкції сепаратора газового вихрового типу, шляхом удосконалення відомої, яка б дозволила підвищити ступінь очищення сирого газу від рідини і механічних домішок за рахунок ефективного використання простору сепаратора між сепараційним пакетом і корпусом, збільшення середнього шляху, що його проходить газорідинний потік с усередині сепаратора від виходу з дефлектора до потрапляння в сепараційний пакет. ча

Технічним результатом, який забезпечується корисною моделлю, що заявляється, є збільшення середнього криволінійного шляху газорідинного потоку навколо сепараційного пакета без збільшення зовнішніх габаритів со сепаратора і швидкості потоку на виході з дефлектора (а, отже, без збільшення гідравлічного опору о дефлектора). Це призводить до збільшення часу дії віддентрових сил на частки зазначеного потоку, що 3о рухається усередині сепаратора. Це у свою чергу призводить до збільшення кількості часток рідини і механічних со домішок, що досягають циліндричної стінки корпуса сепаратора, тобто видаляються зі згаданого потоку, що сприяє підвищенню ефективності сепарації та вловлювання мілкодисперсних та аерозольних рідких і твердих часток з газового потоку. «

Поставлена задача досягається тим, що сепаратор газовий вихрового типу містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє, виготовлене у вигляді горизонтальної перегородки, і нижнє днища, вхідний, о, с вихідний і зливний патрубки, дефлектор з відбиваючою пластиною, сепараційний пакет із вигнутими пластинами з» і щілинними каналами, проміжне днище, принаймні одну горизонтальну пластину, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса сепаратора в зоні між сепараційним пакетом і корпусом, причому один з торців горизонтальної пластини розміщений поблизу виходу з дефлектора, а сама пластина виконана в формі частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора і менше відстані від і сепараційного пакета до корпуса сепаратора, вловлюючу кишеню, дренажну трубку, що розташована в о уловлюючій кишені, гідравлічний затвор, розташований у нижньому кінці дренажної трубки, нижній осьовий диск, пальці, Г-подібні пластини, кишеню-пастку, верхній осьовий диск, радіальні пластини, кільцевий зазор,

Ме, перепускний зазор. -І 20 На Фіг.1 показана схема сепаратора, поздовжній розріз (переріз Б-Б Фіг.2); на Фіг.2 - схема сепаратора, поперечний розріз (переріз А-А Фіг.1);

І» на Фіг.З - вузол сепаратора.

Сепаратор газовий вихрового типу містить вертикальний циліндричний корпус 1, верхнє 2, виготовлене у вигляді горизонтальної перегородки, і нижнє З днища, вхідний 4, вихідний 5 і зливний 6 патрубки, дефлектор 7 22 з відбиваючою пластиною 8, сепараційний пакет 9 із вигнутими пластинами 10 і щілинними каналами 11, с проміжне днище 12, принаймні одну горизонтальну пластину 13, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса 1 сепаратора в зоні між сепараційним пакетом 9 і корпусом 1, причому один з торців горизонтальної пластини 13 розміщений поблизу виходу з дефлектора 7, а сама пластина 13 виконана в формі частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора 7 і менше відстані від 60 сепараційного пакета 9 до корпуса сепаратора, вловлюючу кишеню 14, дренажну трубку 15, що розташована в уловлюючій кишені 14, гідравлічний затвор 16, розташований у нижньому кінці дренажної трубки 15, нижній осьовий диск 17, пальці 18, Г-подібні пластини 19, кишеню-пастку 20, верхній осьовий диск 21, радіальні пластини 22, кільцевий зазор 23, перепускний зазор 24. Вхідний патрубок 4 жорстко закріплений у циліндричному корпусі 1 сепаратора і розташований у ньому із зсувом, так, що його вісь лежить у площині поперечного бо перерізу корпусу 1 і не перерізає вісь корпусу 1.

Дефлектор 7 розташований біля вхідного патрубка 4 і призначений для формування вихрового руху газового потоку усередині сепаратора. Дефлектор 7 також перешкоджає надходженню газового потоку в осьову зону сепаратора без його попереднього поділу.

Горизонтальна пластина 13 виконана у формі частини кільця із зовнішнім діаметром, рівним внутрішньому діаметру корпуса 1 сепаратора і жорстко закріплена в корпусі 1 сепаратора. Один із торців горизонтальної пластини 13 розташований поблизу виходу з дефлектора 7. Ширина горизонтальної пластини 13 менше ширини коридору між сепараційним пакетом 9 і корпусом 1 сепаратора, тобто менше відстані від сепараційного пакета 9 до стінки корпуса 1, і при цьому більше або дорівнює ширині виходу дефлектора 7. Між внутрішнім краєм 7/0 горизонтальної пластини 13 і сепараційним пакетом 9 утворений перепускний зазор 24.

Внутрішня стінка корпуса 1, дефлектор 7 і відбиваюча пластина 8 утворюють вловлюючу кишеню 14, призначену для відводу з вихрового потоку, що рухається, рідини і механічних домішок, притиснутих віддентровою силою до внутрішньої стінки корпуса 1 сепаратора, і їхнього транспортування в нижню накопичувальну частину сепаратора.

Зливний патрубок б розташований у нижньому днищі З сепаратора. Сепараційний пакет 9 циліндричної форми містить вигнуті пластини 10, розташовані в його утворюючій поверхні, які формують в зоні напустки однакові і постійні по розміру щілинні канали 11. Вигнуті пластини 10 жорстко закріплені у верхній частині до верхнього днища 2, а в нижній частині до нижнього осьового диска 17. Диск 17 жорстко закріплений до М пальців 18, кінці яких розташовані без зазору в отворах проміжного днища 12, розташованого з кільцевим зазором 23 до Вертикального корпуса 1, і жорстко закріпленого до корпуса 1 за допомогою Г-подібних пластин 19. При цьому сепараційний пакет 9 розташований в осьовій зоні сепаратора так, що вісь сепараційного пакета 9 паралельна осі циліндричного корпуса 1 сепаратора і зміщена відносно неї на відстань, не більшу половини середньої відстані від дефлектора до корпуса сепаратора.

Над нижнім осьовим диском 17 розташований верхній осьовий диск 21, з'єднаний з ним за допомогою радіальних пластин 22, що також призначені для виключення вихрового ефекту газового потоку нижче зони їхнього розташування. -

Кінці вигнутих пластин 10 спрямовані в різні сторони по дотичній до окружностей, які розташовані у поперечному перерізі сепаратора, одна із яких описана навколо сепараційного пакета 9, а інша вписана в сепараційний пакет 9. сч зо Кількість їй пальців 18 дорівнює одному (МА-1).

У верхній частині сепараційного пакета 9 між нижньою зовнішньою поверхнею вихідного патрубка 5 і - внутрішньою поверхнею верхньої частини плоских вигнутих пластин 10 утворений зазор, що формує «с кишеню-пастку 20 нижньої поверхні верхнього днища 2.

Газовий сепаратор вихрового типу, що заявляється, працює наступним чином. («в»)

Газ, що підлягає очищенню (сирий газ), підводять в апарат через вхідний патрубок 4. Установка вхідного с патрубка, зміщеного по горизонталі щодо осьової лінії корпуса 1, дозволяє створити ковзний удар об дефлектор 7. Дефлектор 7 з відбиваючою пластиною 8 плавно змінює напрямок руху газу і формує вихровий рух газу навколо сепараційного пакету 9. Горизонтальна пластина 13 створює перешкоду розширенню вниз газорідинного потоку, що виходить з дефлектора 7, збільшуючи в такий спосіб середню довжину шляху цього « потоку уздовж внутрішньої стінки корпуса 1 навколо сепараційного пакета 9. При цьому наявність перепускного з с зазору 24 сприяє відводу рідини в нижню частину корпуса сепаратора до зливного патрубка 6 при її пробкових надходженнях у сепаратор 1, запобігаючи повному потраплянню цієї рідини у внутрішню порожнину з сепараційного пакета 9. Крім цього, при значному збільшенні витрат газорідинної суміші Через сепаратор 1 наявність перепускного зазору 24 сприяє більше повному розподілу газорідинного потоку на внутрішній утворюючій корпуса 1 сепаратора, що запобігає миттєвому потраплянню газорідинної суміші у внутрішню со порожнину сепараційного пакета 9, та в свою чергу призводить до збільшення ефективності роботи сепаратора.

У просторі, утвореному стінкою корпуса 1 і сепараційним пакетом 9, з газового потоку виділяється основна («в») маса рідини і механічні домішки. Краплі рідини і механічних домішків відкидаються віддентровою силою на б стінки корпуса 1 сепаратора і під дією гравітаційних сил рухаються уздовж цієї стінки по низхідній спіралі по ходу обертання газового потоку. Частина рідини і механічних домішок попадає при цьому у вловлюючи кишеню -І 14, і стікає по її стінках униз до проміжного днища 12. Досягаючи площини проміжного днища 12, рідина і

Із механічні домішки (ті що потрапили і не потрапили у вловлюючу кишеню 14) проходять через кільцевий зазор 23 між корпусом 1 і проміжним днищем 12, закріпленим на Г-подібних пластинах 19, і транспортуються до зливного патрубка 6, розташованого у нижньому днищі 3. Частково маса рідини і механічні домішки газового потоку з дв ВХіДНОГО патрубка 4 потрапляють у кишеню-пастку 20 нижньої поверхні верхнього днища 2, і через дренажну трубку 15, що розташована в уловлюючій кишені 14, транспортуються до зливного патрубка 6. Для забезпечення с одностороннього гідравлічного з'єднання кишені-пастки 20 з нижньою частиною сепаратора, нижній кінець дренажної трубки 15 забезпечений гідравлічним затвором 16.

Мілкодисперсна краплинна рідина, що не осіла на стінці корпуса 1, попадає на зовнішню поверхню вигнутих бо пластин 10, ії транспортується газовим потоком через щілинні канали 11, на їхню внутрішню поверхню.

Опускаючись по внутрішній поверхні пластин 11, частки рідини, наблизившись до нижніх кромок цих пластин 11, зісковзують із них і попадають на поверхню проміжного днища 12, звідки через кільцевий зазор 23 між корпусом 1 І проміжним днищем 12 транспортуються до зливного патрубка 6.

Радіальні пластини 22, що з'єднують нижній осьовий диск 17 і верхній осьовий диск 21, забезпечують 65 Виключення вихрового ефекту газового потоку нижче зони їхнього розташування, створеної завдяки пальцям 18.

Очищений газовий потік направляється у вихідний патрубок 5.

Переваги технічного рішення полягають у наступному. Сепаратор газовий вихрового типу, який містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє, виготовлене у вигляді горизонтальної перегородки, і нижнє днища, вхідний, вихідний і зливний патрубки, дефлектор з відбиваючою пластиною, сепараційний пакет із вигнутими пластинами і щілинними каналами, проміжне днище, вловлюючу кишеню, дренажну трубку, що розташована в уловлюючій кишені, нижній осьовий диск, пальці, Г-подібні пластини, кишеню-пастку, верхній осьовий диск, радіальні пластини, кільцевий зазор, перепускний зазор, принаймні одну горизонтальну пластину, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса сепаратора в зоні між сепараційним пакетом і корпусом, причому один з торців горизонтальної пластини розміщений поблизу виходу з дефлектора, а сама пластина виконана в формі /о частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з дефлектора і менше відстані від сепараційного пакета до корпуса сепаратора, сепараційний пакет виконаний циліндричної форми і розташований у корпусі сепаратора із зсувом у напрямку від дефлектора на відстань, не більшу половини середньої відстані від дефлектора до корпуса сепаратора. Горизонтальна пластина розміщена на рівні нижньої кромки виходу дефлектора і виконана у формі сегмента кільця, ширина якого дорівнює ширині виходу /5 дефлектора, у разі, згідно корисної моделі, містить дві горизонтальні пластини, при цьому перша розміщена на рівні нижнього краю сепараційного пакета, а друга - на рівні середини сепараційного пакета, горизонтальна пластина виконана такою, що звужується по ширині до її далекого торця по ходу руху газового потоку, нижній кінець дренажної трубки забезпечений гідравлічним затвором, що дозволяє підвищити ефективність сепарації та вловлювання мілкодисперсних та аерозольних рідких і твердих часток з газового потоку шляхом збільшення 2о середнього криволінійного шляху газорідинного потоку навколо сепараційного пакета без збільшення зовнішніх габаритів сепаратора.

Лабораторні дослідження, чисельне комп'ютерне моделювання корисної моделі, що заявляється, підтвердило досягнення заявленого технічного результату за рахунок наявності в сепараторі зазначених вище конструктивних елементів.

Газовий сепаратор вихрового типу, що заявляється, може бути виготовлений в промислових умовах на машинобудівному підприємстві. ші

Claims (5)

Формула винаходу с 30

1. Сепаратор газовий вихрового типу що містить вертикальний циліндричний корпус, верхнє, виготовленеу їч- вигляді горизонтальної перегородки, і нижнє днища, вхідний, вихідний і зливний патрубки, дефлектор з «с відбиваючою пластиною, сепараційний пакет із вигнутими пластинами і щілинними каналами, проміжне днище, вловлюючу кишеню, дренажну трубку, що розташована в уловлюючій кишені, нижній осьовий диск, пальці, «2 35 Г-подібні пластини, кишеню-пастку, верхній осьовий диск, радіальні пластини, кільцевий зазор, перепускний с зазор, який відрізняється тим, що сепаратор додатково містить принаймні одну горизонтальну пластину, закріплену без зазору на внутрішній стінці корпуса сепаратора в зоні між сепараційним пакетом і корпусом, причому один з торців горизонтальної пластини розміщений поблизу виходу з дефлектора, а сама пластина виконана в формі частини кільця, при цьому ширина горизонтальної пластини більше ширини виходу з « дефлектора і менше відстані від сепараційного пакета до корпуса сепаратора. 7

2. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 1, який відрізняється тим, що сепараційний пакет виконаний с циліндричної форми і розташований у корпусі сепаратора із зсувом у напрямку від дефлектора на відстань, не :з» більшу від половини середньої відстані від дефлектора до корпуса сепаратора.

3. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 1, який відрізняється тим, що горизонтальна пластина розміщена зв На рівні нижньої кромки виходу дефлектора і виконана у формі сегмента кільця, ширина якого дорівнює ширині с виходу дефлектора.

4. Сепаратор газовий вихрового типу за п. 1, який відрізняється тим, що він містить дві горизонтальні (ав) пластини, при цьому перша розміщена на рівні нижнього краю сепараційного пакета, а друга - на рівні середини б» сепараційного пакета.

5. Сепаратор газовий вихрового типу за пп. 1-3, який відрізняється тим, що горизонтальна пластина виконана - такою, що звужується по ширині до її далекого торця по ходу руху газового потоку. Із б. Сепаратор газовий вихрового типу за пп. 1-4, який відрізняється тим, що нижній кінець дренажної трубки забезпечений гідравлічним затвором. с 60 б5