СЕПАРАТОР Российский патент 1994 года по МПК B01D45/12 

Изобретение относится к области аппаратурного оформления процессов разделения газожидкостных систем и может найти применение в химической и ряде других смежных отраслей промышленности.

Известны аппараты данного типа [1] с тангенциальным вводом исходной смеси, предназначенные для очистки запыленных газов.

Основным недостатком указанных аппаратов следует считать невозможность их использования в качестве сепарационных устройств при работе на газожидкостных средах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному объекту следует считать сепаратор [2], содержащий цилиндрический корпус с расположенным у одного из его торцов вводом закрученного потока, осевой выходной патрубок, расположенный на противоположном торце корпуса, патрубок отделенной фазы и установленный концентрично выходному патрубку на расстоянии от стенки корпуса проницаемый экран.

Недостатком данной конструкции является нерациональное распределение потоков взаимодействующих фаз, обусловленное наличием зон, вероятность вторичного уноса жидкости в которых сравнительно велика, вследствие чего эффективность процесса сепарации оказывается сравнительно невысокой.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса сепарации за счет рационального распределения потоков взаимодействующих фаз в рабочем объеме.

Цель достигается тем, что в сепараторе, содержащем цилиндрический корпус с расположенным у одного из его торцов вводом закрученного потока, осевой выходной патрубок, расположенный на противоположном торце корпуса, патрубок отделенной фазы и установленный концентрично выходному патрубку на расстоянии от стенки корпуса проницаемый экран, согласно изобретению корпус расположен вертикально, экран выполнен из просечных образующих замкнутый контур пластин, задний по ходу потока продольный край которых расположен снаружи экрана и отогнут параллельно плоскости соседней пластины с уменьшающейся сверху вниз шириной отгиба, верхний край экрана расположен выше верхнего среза выходного патрубка, при этом просечки, расположенные выше этого среза, отогнуты по направлению движения потока наружу экрана, а расположенные ниже - внутрь.

Наличие пластин, установленных с зазором к внутренней поверхности корпуса сепаратора и выполненных с просечками, обеспечивает дополнительное вращение двухфазной смеси практически во всем объеме сепаратора, что позволяет достигать повышенного сепарационного эффекта. При этом рекомендуемая взаимная компоновка элементов конструкции препятствует возникновению вторичного уноса жидкой фазы вследствие оседания дисперсной жидкости на внутренней поверхности сепаратора. В то же время ориентация просечек к центру аппарата в нижней его части облегчает транспорт осушенного газа.

Максимальному проявлению указанного эффекта способствует также наличие отбортовки, ширина которой для каждой пластины уменьшается книзу.

Предложенный cепаратор удовлетворяет критерию "существенные отличия", так как его отличительные признаки (корпус расположен вертикально, экран выполнен из просечных образующих замкнутый контур пластин, задний по ходу потока продольный край пластин расположен снаружи экрана и отогнут параллельно плоскости соседней пластины с уменьшающейся сверху вниз шириной отгиба, верхний край экрана расположен выше верхнего среза выходного патрубка, просечки, расположенные выше верхнего среза выходного патрубка, отогнуты по направлению движения потока наружу экрана, а расположенные ниже - внутрь) не используются в аналогичных конструкциях, известных из научно-технической и патентной литературы.

Достижение цели по сравнению с прототипом заключается в следующем: рациональное распределение потоков взаимодействующих фаз в рабочем объеме достигается путем дополнительного закручивания газожидкостного потока и подавления вторичного уноса за счет того, что корпус расположен вертикально, экран выполнен из просечных образующих замкнутый контур пластин, задний по ходу потока продольный край которых расположен снаружи экрана и отогнут параллельно плоскости соседней пластины с уменьшающейся сверху вниз шириной отгиба, верхний край экрана расположен выше верхнего среза выходного патрубка, при этом просечки, расположенные выше этого среза, отогнуты по направлению движения потока наружу экрана, а расположенные ниже - внутрь.

На фиг. 1 представлен сепаратор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показана пластина в аксонометрии.

Сепаратор включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с тангенциально расположенным штуцером 2 ввода исходной смеси, с патрубками отбора газа 3 и жидкости 4, внутри которого с зазором к нему установлены частично перекрывающие патрубок отбора газа пластины 5, выполненные с просечными элементами 6 и снабженные отбортовкой 7, ширина которой уменьшается книзу. Отбортовка 7 каждой отдельной пластины 5 ориентирована параллельно последующей по ходу движения исходной смеси пластине с образованием между ними канала. Выше верхней кромки патрубка 3 просечные элементы 6 отогнуты к периферии, а ниже - к центру сепаратора.

Сепаратор работает следующим образом.

Исходная газожидкостная смесь подается с помощью тангенциально расположенного штуцера 2 в вертикальный цилиндрический корпус 1 сепаратора. В процессе вращательного движения двухфазного потока в объеме аппарата происходит отделение дисперсной жидкой фазы с последующим ее осаждением на внутренней поверхности корпуса 1 и транспортом под действием силы тяжести в донную часть сепаратора. При взаимодействии с пластинами 5, выполненными с просечными элементами 6, отогнутыми к периферии, двухфазная смесь приобретает дополнительную вращательную составляющую скорости движения, что обеспечивает увеличение степени сепарации фаз. Аналогичный эффект наблюдается благодаря наличию соответствующим образом ориентированных каналов, образованных отбортовками 7 с пластинами 5. При этом уменьшение книзу ширины отбортовки способствует плавному гашению скорости потока газовой фазы и облегчает отвод сепарировавшейся жидкости в направлении патрубка 4. В то же время наличие просечек, отогнутых в направлении осевой линии сепаратора, обеспечивает отвод газовой фазы из рабочего объема с помощью патрубка 3.

Использование: для разделения газожидкостных систем. Сущность изобретения: сепаратор включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с тангенциальнным штуцером 2 ввода исходной смеси, с патрубками отбора газа 3 и жидкости 4, внутри которого с зазором к нему установлены частично перекрывающие патрубок отбора газа пластины 5, выполненные с просечными элементами 6 и снабженные отбортовками 7, ширина которой уменьшается книзу. Отбортовка 7 каждой отдельной пластины 5 ориентирована параллельно последующей по ходу движения исходной смеси пластине с образованием между ними канала. Выше верхней кромки патрубка 3 просечные элементы 6 отогнуты к периферии, а ниже - к центру сепаратора. 3 ил.

СЕПАРАТОР, содержащий цилиндрический корпус с расположенным у одного из торцов вводом закрученного потока, осевой выходной патрубок, расположенный на противоположном торце корпуса, патрубок вывода фазы и установленный концентрично выходному патрубку на расстоянии от стенки корпуса проницаемый экран, отличающийся тем, что корпус расположен вертикально, экран выполнен из просеченных, образующих замкнутый контур пластин, задний по ходу потока продольный край которых расположен снаружи экрана и отогнут параллельно плоскости соседней пластины с уменьшающейся сверху вниз шириной отгиба, верхний край экрана расположен выше верхнего среза выходного патрубка, при этом просечки, расположенные выше этого среза, отогнуты по направлению движения потока наружу экрана, а расположенные ниже - внутрь.