РОТОРНЫЙ СЕПАРАЦИОННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1998 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, стремящегося увлечь их обратно, 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, что, соответственно, приводит к увеличению суммарной мощности, затрачиваемой ротором на раскручивание газожидкостного потока.

Известен роторный сепаратор для очистки газа, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий ротор и корпус со штуцерами для ввода и вывода газа и жидкости [3].

Недостатком этого аппарата является вторичное подхватывание газом отсепарированных капель жидкости, которые образуется при ударе о корпус аппарата жидкостных струй, уловленных и выброшенных вращающимся ротором. Вторичное подхватывание газом отсепарированных капель жидкости увеличивает концентрацию жидкости в газожидкостном потоке. Очевидно, что увеличение массовой концентрации жидкости в газожидкостном потоке, проходящем через ротор, приводит к увеличению мощности, затрачиваемой на вращение ротора. Таким образом, вторичное подхватывание газом отсепарированных капель жидкости является тем условием, которое 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, сепаратор снабжен отбойником с отверстиями, установленным в пространстве между корпусом и ротором и образующим с внутренней поверхностью корпуса камеру для сбора жидкости, при этом под отверстиями на внутренней стороне отбойника под углом к поверхности отбойника установлены ребра.

Благодаря тому, что в пространстве между корпусом аппарата и ротором установлен отбойник, исключается возможность взаимодействия газа и жидкости в камере, образованной отбойником и внутренней поверхностью корпуса и увеличения массовой концентрации жидкости в газожидкостном потоке, который проходит через вращающийся ротор.

Для уменьшения срыва капель из жидкостной пленки, стекающей под действием силы тяжести на внутренней стороне отбойника, под углом к поверхности отбойника установлены ребра, а для слива жидкости в камеру в отбойниках выполнены отверстия. Уменьшение срыва капель жидкости из жидкостной пленки также ведет к уменьшению вторичного подхватывания газом отсепарированных ротором капель жидкости.

Наличие камеры для сбора отсепарированной жидкости, а также отбойника данной конструкции, установленного 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.

Заявленный роторный сепарационный аппарат (см. чертеж) содержит корпус 1, внутри которого на валу 2 установлен ротор 3. Ротор 3 через уплотнение 4 соединен с корпусом 1. В пространстве между корпусом 1 и ротором 3 установлен отбойник 5 с отверстиями 6, который образует с внутренней поверхностью корпуса камеру 7 для сбора жидкости, а под отверстиями на внутренней стороне отбойника под углом к поверхности отбойника установлены ребра 8. Аппарат снабжен штуцерами 9, 10, 11 для ввода и вывода газа и жидкости соответственно.

Аппарат работает следующим образом. Приводят во вращение ротор. Вращательное движение ротора может сообщаться от электродвигателя, а также потоками газа при использовании турбинного устройства в аппарате (на чертеже не показаны).

Через штуцер 9 подается газожидкостная смесь, которая вступает в контакт с вращающимся ротором 3. Под действием центробежных сил жидкость отбрасывается ротором на внутреннюю сторону отбойника 5, стекает по нему, попадает в пространство, образованное стенкой отбойника и ребрами 8, и через отверстия 6, выполненные в вышеуказанном отбойнике, попадает в камеру для сбора жидкости 7, стекает на дно аппарата и через штуцер 11 выводится из него. Отсепарированный газ проходит через ротор 3 и через штуцер 10 отводится из аппарат.

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 роторные сепарационные аппараты, работающие как с отбойником, так и без него. Определено, что мощность, затрачиваемая ротором на раскручивание газожидкостного потока при установке в корпусе аппарата отбойника предлагаемой конструкции, была на 17% меньше, чем мощность, затрачиваемая ротором в аппарате, в котором отсутствует отбойник.

Заявляемое техническое решение полностью решает поставленную задачу.

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

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

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

Использование: в нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности для очистки газа. Сущность изобретения: аппарат состоит из ротора и корпуса со штуцерами для ввода и вывода жидкости и газа и снабжен отбойником с отверстиями, установленным в пространстве между корпусом и ротором и образующим с внутренней поверхностью корпуса камеру для сбора жидкости, при этом под отверстиями на внутренней стороне отбойника под углом к поверхности отбойника установлены ребра. 1 ил.

Роторный сепарационный аппарат, содержащий ротор и корпус со штуцерами для ввода и вывода газа и жидкости, отличающийся тем, что он снабжен отбойником с отверстиями, установленным в пространстве между корпусом и ротором и образующим с внутренней поверхностью корпуса камеру для сбора жидкости, при этом под отвертиями на внутренней стороне отбойника под углом к поверхности отбойника установлены ребра.