РОТОРНЫЙ СЕПАРАЦИОННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1997 года по МПК B01D45/14 

Изобретение относится к технике очистки и может быть использовано в нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности для обработки газов при сепарации газожидкостных потоков.

Известен сепаратор, содержащий корпус, в котором размещен на приводном валу ротор и два концентрично установленных усеченных конуса с размещенными между ними радиальными лопастями [1] Очистка газа от дисперсных частиц происходит при контактировании его с поверхностью вращающихся конусов.

Недостатком известного роторного сепаратора является то, что при движении газа между конусами осаждающиеся на них дисперсные частицы под действием центробежных сил стекают к торцам, а с торцов на стенку сборника через встречный поток газа, стремящийся увлечь их обратно, соответственно увеличивается концентрация жидкости в газожидкостном потоке, что приводит к увеличению мощности, затрачиваемой ротором на раскручивание газожидкостного потока.

Известен роторный сепаратор для очистки газов от дисперсных частиц, содержащий неподвижный корпус, вращающийся цилиндрический ротор с радиальными лопастями и отверстия для вывода уловленных частиц [2]
Недостатком известного роторного сепаратора является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки газов, особенно от мелкодисперсных частиц, что требует дополнительных устройств для окончательной очистки газов и приводит к увеличению суммарной мощности, затрачиваемой роторами на раскручивание газожидкостного потока.

Известен газожидкостной сепаратор, содержащий корпус, ротор с лопастями, выполненный в виде обратного усеченного конуса, штуцеры для ввода и вывода газа и жидкости и отводную камеру [3]
Недостатком известного сепаратора является то, что отвод жидкости после вращающихся сепарирующих элементов осуществляется неудовлетворительно. Если в самих сепарирующих элементах пленка жидкости находится под действием центробежных сил, препятствующих ее срыву, то после выхода из ротора она оказывается под действием главным образом газового потока, движущегося с большой скоростью. В результате большая часть ранее отсепарированной жидкости распыляется и вновь поступает в газовый поток, который вступает в контакт с ротором, соответственно увеличивается концентрация жидкости в газожидкостном потоке, что приводит к увеличению мощности, затрачиваемой ротором на раскручивание газожидкостного потока.

Задача изобретения уменьшение мощности, затрачиваемой ротором на раскручивание газожидкостного потока за счет снижения вторичного подхватывания газом отсепарированных ротором капель жидкости.

Поставленная задача решается за счет того, что при использовании признаков известного роторного сепаратора, содержащего ротор и корпус со штуцерами для ввода и вывода газа и жидкости, в пространстве между корпусом аппарата и ротором установлены желоба для сбора жидкости, наружная стенка которых внутренняя поверхность корпуса аппарата, внутренняя полый цилиндр, а основание кольцо, в котором расположены дренажные отверстия для вывода из желобов отсепарированной жидкости, причем расстояние от корпуса аппарата до стенки полого цилиндра каждого нижерасположенного желоба больше, чем у предыдущего, а высота этих цилиндров больше расстояния между основаниями двух рядом расположенных желобов.

Благодаря тому, что в пространстве между корпусом аппарата и ротором установлены желоба для сбора отсепарированной жидкости, появляется возможность уменьшить вторичное подхватывание газом отсепарированных капель жидкости.

Увеличение расстояния между корпусом аппарата и стенкой полого цилиндра каждого нижерасположенного желоба необходимо для надежного улавливания жидкостной пленки, стекающей с внутренней поверхности стенки вышерасположенного цилиндра, что также ведет к уменьшению массовой концентрации жидкости в газожидкостном потоке, который проходит через вращающийся ротор.

Уменьшение срыва капель жидкости из жидкостных струй, стекающих из дренажных отверстий желобов, достигается за счет того, что высота цилиндров больше расстояния между основаниями двух рядом расположенных желобов.

Наличие желобов данной конструкции, расположенных в пространстве между корпусом аппарата и ротором, снижает вторичное подхватывание газом отсепарированных ротором капель, что ведет к уменьшению мощности затрачиваемой ротором на раскручивание газожидкостного потока.

На чертеже показан предлагаемый аппарат.

Роторный сепарационный аппарат содержит корпус 1, внутри которого на валу 2 установлен ротор 3. Ротор 3 через уплотнение 4 соединен с корпусом 1. На внутренней поверхности корпуса 1 установлены желоба, состоящие из полого цилиндра 5 и основания 6. Аппарат снабжен штуцерами 7, 8, 9 для ввода и вывода газа и жидкости соответственно.

Аппарат работает следующим образом.

Приводят во вращение ротор. Вращательное движение ротору может сообщаться от электродвигателя, а также потоками газа при использовании турбинного устройства в аппарате (не показан).

Через штуцер 7 подается газожидкостная смесь, которая вступает в контакт с вращающимся ротором 3. Под действием центробежных сил жидкость отбрасывается ротором на стенки корпуса аппарата. Часть жидкости, отбрасываемой ротором на стенку полого цилиндра, стекает по этой стенке и попадает в нижерасположенный желоб. Через дренажные отверстия желобов жидкость стекает на днище аппарата и через штуцер 9 выводится из него. Отсепарированный газ проходит через ротор 3 и через штуцер 8 отводится из аппарата.

Возможность уменьшения мощности, затрачиваемой ротором на раскручивание газожидкостного потока за счет снижения вторичного подхватывания газом отсепарированной жидкости, была подтверждена при испытании аппарата на экспериментальном стенде на системе вода-воздух. Были испытаны желоба различных конструкций. Определено, что мощность, затрачиваемая ротором на раскручивание газожидкостного потока при установке в корпусе аппарата желобов предлагаемой конструкции, была на 13% меньше мощности, затрачиваемой ротором в аппарате, в котором отсутствуют желоба.

Изобретение полностью решает поставленную задачу.

Изобретение на настоящее время в Российской Федерации и за рубежом не известно и отвечает требованиям критерия "новизна".

Изобретение является оригинальным, не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники и отвечает требованиям критерия "изобретательский уровень".

Изобретение может быть реализовано промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".

Источники информации, принятые во внимание:
1. Патент США N 2104383, кл. 55-403, 1938 г. публ.

2. Патент США N 3561195, кл. 55-409, 1971 г. публ.

3. Авторское свидетельство СССР N 425635, кл. B 01 D 45/14, 1974.

Использование: изобретение относится к технике очистки и может быть использовано в нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: аппарат состоит из ротора и корпуса со штуцерами для ввода и вывода жидкости и газа. Новым в конструкции является то, что в пространстве между корпусом аппарата и ротором установлены желоба для сбора жидкости, наружная стенка которых - внутренняя поверхность корпуса аппарата, внутренняя - полый цилиндр, а основание - кольцо, в котором расположены дренажные отверстия для отвода из желобов отсепарированной жидкости, причем расстояние от корпуса аппарата до стенки полого цилиндра каждого нижерасположенного желоба больше, чем у предыдущего, а высота этих цилиндров больше расстояния между основаниями двух рядом расположенных желобов. 1 ил.

Роторный сепарационный аппарат, содержащий ротор и корпус со штуцерами для ввода и вывода газа и жидкости, отличающийся тем, что в пространстве между корпусом аппарата и ротором установлены желоба для сбора жидкости, наружная стенка которых внутренняя поверхность корпуса аппарата, внутренняя полый цилиндр, а основание кольцо, в котором расположены дренажные отверстия для отвода из желобов отсепарированной жидкости, причем расстояние от корпуса аппарата до стенки полого цилиндра каждого нижерасположенного желоба больше, чем у предыдущего, а высота этих цилиндров больше расстояния между основаниями двух расположенных рядом желобов.