ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 1995 года по МПК B04C3/06 B01D45/12 

Изобретение относится к устройствам для очистки газа от жидких примесей с использованием центробежных сил, возникающих при закручивании газового потока, и может быть использовано в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен центробежный сепаратор, содержащий корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевым вводом и выводом газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель, включающий полый сообщающийся со сборником жидкости каплевидный обтекатель с канавками на поверхности и укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками, причем завихритель снабжен трубкой с расширителем на конце, образующей в обтекателе сквозной осевой канал, выполненной с отверстиями и снабженной сепарационными элементами.

Недостатком известного сепаратора является малая эффективность отделения жидкости из-за недостаточного подсоса ее в сборник отделенной жидкости.

Из известных наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является центробежный сепаратор, содержащий корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевыми патрубками ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель, включающий полый сообщающийся со сборником жидкости каплевидный обтекатель с канавками на поверхности, с укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками и с перфорированным осевым сквозным каналом, в котором установлены сепарационные элементы. Сепаратор снабжен размещенной на выходе вихревой камеры и сообщающейся со сборником отделенной жидкости камерой отсоса газа, установленной с образованием между ее стенкой и патрубком вывода газа щели для эжекции газа, завихритель выполнен со щелью, сообщающей его внутреннюю полость с полостью вихревой камеры и размещенной в его верхней части в месте соединения хвостовой части обтекателя со стенкой осевого канала.

Недостатки известного сепаратора заключаются в том, что эжекционные отверстия для создания разрежения в полости обтекателя размещены в хвостовой части обтекателя, т. е. в диффузорной части периферийного канала, где разрежение имеет незначительную величину, так как скорость периферийного потока падает из-за расширения сечения канала в этом месте. Поэтому в полости обтекателя и в сборнике жидкости разрежение незначительное, что не обеспечивает достаточной интенсивности подсоса пленочной жидкости с поверхности обтекателя и его осевого канала в полость обтекателя, а также с поверхности стенки вихревой камеры в сборник для отделенной жидкости. Установленные в выходной части вихревой камеры эжекционные отверстия для создания разрежения в сборнике для жидкости также не создают требуемого разрежения из-за относительно малой скорости выхода очищенного газа через конфузор выходного патрубка. Малое разрежение в полости обтекателя и сборнике для жидкости обусловлено еще и тем, что отверстия для отсоса жидкости являются открытыми, что приводит к подсосу значительной части газа вместе с жидкостью. При этом сепаратор характеризуется высоким гидравлическим сопротивлением из-за выполнения выходного патрубка в виде конфузора, размещенного во внутренней части вихревой камеры.

Цель изобретения повышение эффективности отделения жидкости при снижении гидравлического сопротивления.

Для этого в центробежном сепараторе, содержащем корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевыми патрубками ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель в виде полого, сообщенного со сборником жидкости каплевидного обтекателя с отверстиями для отсоса жидкости на его поверхности, с укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками и с перфорированным осевым сквозным каналом, в котором установлен сепарационный элемент, и средство для создания разрежения в полости обтекателя и сборнике отделенной жидкости в виде сквозных отверстий, в соответствии с изобретением, лопатки обтекателя выполнены полыми, сообщены по торцам с полостью обтекателя и сборником отделенной жидкости, а эжекционные отверстия средства размещены в хвостовой части лопаток, причем отверстия обтекателя и осевого канала покрыты пористым материалом с фитильными свойствами.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображена схема устройства, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 узел I на фиг. 1.

Центробежный сепаратор содержит корпус 1, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру 2 осевыми патрубками 3 и 4 ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник 5 отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель в виде каплевидного обтекателя 6 с отверстиям 7 на его поверхности для отсоса жидкости и наклонными лопатками 8. Обтекатель 6 снабжен полостью 9 и осевым сквозным каналом 10. В канале 10 установлен сепарационный элемент 11 с отверстиями 12 для отсоса жидкости в полость 9, покрытые слоем 13 пористого материала с фитильными свойствами. Лопатки 8 выполнены полыми, их полость сообщена с полостью 9 обтекателя 6 и сборником 5 жидкости через торцовые отверстия 14 и 15. Отверстия 7 обтекателя 6 покрыты слоем 16 пористого материала с фитильными свойствами. Стенка вихревой камеры 2 снабжена отверстиями 17 для отсоса пленочной жидкости в сборник 5, покрытыми слоем 18 пористого материала с фитильными свойствами. Сепаратор снабжен средством для создания разрежения в полости 9 обтекателя 6 и в сборнике 5 в виде сквозных эжекционных отверстий 19, размещенных в хвостовой части лопаток 8. Нижняя лопатка 20 выполнена без эжекционных отверстий и служит патрубком для слива жидкости в сборник 5, имеющий патрубок 21 для овода жидкости из сепаратора.

Предлагаемый центробежный сепаратор работает следующим образом.

Газ с аэрозольной жидкостью поступает в корпус 1 через входной патрубок 3 и попадает на обтекатель 6 завихрителя. Здесь поток разделяется на осевой и периферийный. Осевой центральный поток, в котором преобладают мелкодисперсные капли и концентрация капельной жидкости ниже, попадает в осевой сквозной канал 10 и проходит через сепарационный элемент 11. Часть потока, ударившись о лобовую поверхность обтекателя 6, отклоняется ею к периферии, причем часть жидкости, содержащаяся в потоке, удерживается лобовой поверхностью и в виде пленки перемещается до слоя 16 пористого материала, который впитывает эту жидкость и равномерно распределяет по всему периметру благодаря фитильным свойствам при одновременном отсосе жидкости через отверстия 7 в полость 9 обтекателя, в которой образуется разрежение под действием эжекции через отверстия 19 при обтекании лопаток 8 потоком газа. Жидкость из полости 9 через полость лопатки 20 стекает в сборник 5. Пеpиферийный поток с крупнодисперсной и пристеночной жидкостью при взаимодействии с лопатками 8 закручивается, в результате чего под воздействием центробежных сил жидкость оседает на стенке вихревой камеры 2 и в виде пленки смещается по ходу газового потока до слоя 18 пористого материала, где впитывается им и отсасывается в полость сборника 5. При проходе газа через осевой канал 10 он сепарируется центробежным элементом 11, при этом жидкость отбрасывается на стенку канала и впитывается слоем 13 пористого материала, а затем через отверстия 12 всасывается в полость 9 обтекателя.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество очистки газа за счет увеличения разрежения в полости обтекателя и сборнике жидкости, что способствует интенсификации всасывания пленочной жидкости с поверхности элементов сепаратора и ее отвода в емкость для сбора жидкости. Повышение разрежения обеспечивается благодаря размещению эжекционных отверстий в хвостовой части лопаток, т. е. в том месте, где скорость движения газа максимальна из-за сужения в горловине периферийного канала. При отекании потоком лопаток в их хвостовой части образуется дополнительное разрежение в результате срыва потока с лопастей. При этом в значительной мере повышается интенсивность эжекции, так как лопаток, а следовательно, и отверстий на них значительное количество, а путь отсоса минимален, что снижает сопротивление отсосу. Поддержанию значительного разрежения в полости обтекателя и сборника для жидкости способствует также то, что пористый материал с фитильными свойствами затрудняет подсос газа в полость обтекателя и емкости из-за заполненности его пор жидкостью. Кроме того, в существенной мере снижается гидравлическое сопротивление сепаратора благодаря устранению поперечной перегородки на выходе из вихревой камеры и конфузорной части выходного патрубка.

Центробежный сепаратор используется в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: центробежный сепаратор содержит корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевыми патрубками ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель в виде полого, сообщенного со сборником жидкости каплевидного обтекателя с отверстиями для отсоса жидкости на его поверхности и с перворированным осевым сквозным каналом, в котором установлен сепарационный элемент. Лопатки обтекателя выполнены полыми, сообщены по торцам с его полостью и сборником отделенной жидкости. В хвостовой части лопаток выполнены сквозные эжекционные отверстия, причем отверстия обтекателя и осевого канала покрыты пористым материалом с фитильными свойствами. 4 ил.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР, содержащий корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевыми патрубками ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель в виде полого, сообщенного со сборником жидкости каплевидного обтекателя с отверстиями для отсоса жидкости на его поверхности, с укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками и перфорированным осевым сквозным каналом, в котором установлен сепарационный элемент, и средство для создания разрежения в полости обтекателя и сборнике отделенной жидкости в виде сквозных эжекционных отверстий, отличающийся тем, что лопатки обтекателя выполнены полыми, сообщены по торцам с полостью обтекателя и сборником отделенной жидкости, а сквозные эжекционные отверстия и средства для создания разрежения размещены в хвостовой части лопаток, причем отверстия обтекателя и осевого канала покрыты пористым материалом с фитильными свойствами.