УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ЖИДКОСТИ ИЗ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ОЧИСТИТЕЛЯ Российский патент 2006 года по МПК B04B13/00 

Изобретение относится к центробежным очистителям жидкости, а именно к устройствам для непрерывного отвода из них выделенной в центробежном поле тяжелой жидкой фазы из смеси, и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для отвода жидкости (фугата) из осадительных центрифуг, представляющее собой отводную трубку, заборный конец которой вводится в слой жидкости при помощи механизма возвратно-поступательного действия. Вращающаяся жидкость под действием центробежного поля выводится через статическую отводную трубку из центрифуги (см. Вертикальная осадительная центрифуга с отводными трубками в кн.: Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. - Москва: «Машиностроение». - 1967. - 317 С.).

Недостатком этого устройства является низкая точность регулирования величины погружения заборного конца трубки в слой отводной жидкости, что может привести к выводу из центрифуги вместе с фугатом включений, не подлежащих выведению, то есть к снижению качества процесса разделения неоднородных смесей.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для отвода тяжелой жидкой фракции, примененное в центробежном очистителе жидкостей, содержащее колпак, пакет конических тарелок, размещенных на роторе, клапанное устройство, через которое сообщаются внутренняя подколпачная полость с полостью сбора тяжелой жидкости, расположенной над колпаком и имеющей отверстие в центре верхней части полости. На кожухе центробежного очистителя расположено устройство регулирования положения поверхности раздела легкой и тяжелой жидкостей в подколпачной полости, являющееся одновременно устройством для отвода тяжелой жидкости из полости сбора тяжелой жидкости. Устройство регулирования поверхности раздела и отвода тяжелой жидкости содержит трубку, один конец которой через центральное отверстие введен в полость сбора тяжелой жидкости, а второй соединен с магистралью для отвода тяжелой жидкости. Трубка связана с механизмом прямолинейного возвратно-поступательного перемещения, содержащим держатель трубки, винтовую пару для перемещения держателя, фиксатор перемещения, шкалу и указатель (см. патент РФ №2166350, МПК В 04 В 1/04, 13/00).

В данном устройстве при проходе неоднородной смеси из тяжелой и легкой жидкостей в подколпачном пространстве центробежного очистителя и через пакет конических тарелок происходит ее разделение на тяжелую и легкую жидкости с образованием некоторой поверхности раздела, находящейся между зонами тяжелой и легкой жидкости. Тяжелая жидкость через клапанное устройство выводится в полость сбора тяжелой жидкости с образованием в ней свободной поверхности. Легкая жидкость оттесняется в центральную зону очистителя, откуда выводится специальными конструктивными элементами. Поверхность раздела должна находиться в определенных границах между колпаком и пакетом конических тарелок с целью исключения уноса легкой жидкости через клапанное устройство в полость сбора тяжелой жидкости и уноса тяжелой жидкости через пакет конических тарелок в центральную зону очистителя. Радиус расположения поверхности раздела зависит от радиуса расположения свободной поверхности. Радиус расположения свободной поверхности зависит от величины погружения в нее свободного конца трубки отвода, введенного в полость сбора тяжелой жидкости. Точность регулирования расположения свободной поверхности зависит от обеспечения точности ввода, то есть от тонкости механизма перемещения трубки отвода при введении ее свободного конца в свободную поверхность.

Однако данное устройство не обеспечивает необходимой точности перемещения и, соответственно, точности ввода и вывода свободного конца трубки отвода в свободную поверхность, что обусловлено применением механизма прямолинейного возвратно-поступательного перемещения трубки отвода с помощью винтовой пары, используемой в устройстве регулирования поверхности раздела и отвода тяжелой жидкости. Это может привести или к уносу части легкой жидкости вместе с тяжелой жидкостью в полость сбора тяжелой жидкости, или к уносу части тяжелой жидкости вместе с легкой жидкостью и выводу ее из очистителя, что отрицательно сказывается на качестве очищаемой жидкости, а также снижает надежность работы устройства регулирования поверхности раздела и отвода тяжелой жидкости и, соответственно, надежность работы в целом центробежного очистителя.

Задачей изобретения является повышение качества очищаемой жидкости за счет возможности более точного разделения тяжелой и легкой фракций, обеспечивающейся отрегулированным положением трубки центробежного очистителя и возможности регулирования в процессе работы положения трубки в полости отвода тяжелой фракции.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для отвода жидкости из центробежного очистителя, содержащем трубку отвода жидкости, входной конец которой размещен в полости для сбора тяжелой жидкой фракции, расположенной в корпусе очистителя, а выходной конец трубки выполнен с возможностью подключения к магистрали отвода тяжелой жидкой фракции, при этом трубка снабжена механизмом регулирования ее горизонтального перемещения, содержащим держатель трубки и элемент его перемещения, согласно изобретению держатель трубки выполнен с возможностью радиального поворота вокруг вертикальной оси, проходящей через держатель, при этом расстояние от оси поворота до оси трубки меньше расстояния от оси поворота до точки воздействия элемента перемещения на держатель.

Для обеспечения радиального перемещения трубки держатель снабжен сухариком и имеет паз для его размещения, при этом сухарик выполнен взаимодействующим с элементом перемещения держателя и обеспечивающим преобразование вращательного движения элемента перемещения в угловое перемещение держателя.

Элемент перемещения держателя выполнен в виде винтового механизма.

Устройство имеет основание для закрепления вертикальной оси держателя и пластину, расположенную на основании и жестко связанную с держателем, при этом пластина имеет паз и крепежный элемент для возможности регулирования положения вертикальной оси держателя.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено устройство для отвода жидкости с элементами центробежного очистителя: на фиг.1 - вид сбоку, на фиг.2 - вид сверху.

Устройство (см. фиг.1) включает основание 1, закрепленное на неподвижном кожухе центробежного очистителя. В основании 1 закреплен крепежный элемент в виде ограничительного винта 2 с фиксирующей гайкой 3 и ось поворота 4 держателя 5 трубки 6 отвода тяжелой жидкой фракции (далее - тяжелой жидкости). К держателю 5 прикреплена пластина 7, имеющая окружной паз 8 для возможности углового перемещения держателя 5 с пластиной 7 относительно винта 2, находящегося в зоне паза 8, вокруг оси поворота 4. Фиксация поворота осуществляется гайкой 3. Привод поворота осуществляется механизмом, включающим крепежный элемент винта платик 9, прикрепленный к основанию 1, имеющий отверстие, через которое проходит элемент перемещения держателя трубки, выполненный в виде винта 10, имеющий свободу вращательного движения и не имеющий свободы возвратно-поступательного перемещения.

В держателе 5 предусмотрен паз 11, в котором находится сухарик 12 с резьбовым отверстием, в которое вворачивается винт 10, придающий сухарику 12 возвратно-поступательное перемещение в зависимости от направления его вращения. Сухарик 12, имеющий, в свою очередь, возможность перемещения только вдоль паза 11 держателя 5, осуществляет угловое перемещение держателя 5 вокруг оси 4. Величина перемещения держателя 5 с прикрепленной к нему пластиной 7 фиксируется указателем 13 по шкале, выполненной на основании 1. Входной конец 14 трубки 6, размещенный в полости сбора тяжелой жидкости центробежного очистителя, вводится при этом в свободную поверхность тяжелой жидкости, т.е. поверхность, которая сообщается с воздухом.

Конструкция устройства отвода жидкости выполнена с обеспечением условия постоянного превышения переменного плеча γ (расстояние от оси сухарика 12 до оси поворота 4 держателя 5) над постоянным плечом L (расстояние от оси поворота держателя 5 до оси крепления в нем трубки 6 отвода тяжелой жидкости).

Предложенное устройство для отвода жидкости работает следующим образом.

Устройство закрепляется на кожухе центробежного очистителя таким образом, чтобы конец 14 отводной трубки 6, введенный в полость сбора тяжелой жидкости центробежного очистителя, не касался свободной поверхности тяжелой жидкости. При этом во вращающейся центрифуге в результате разделения смеси из двух жидкостей различной плотности на тяжелую и легкую образуются зона тяжелой и зона легкой жидкостей с образованием между ними поверхности раздела.

Для высокоэффективного разделения необходимо, чтобы поверхность раздела находилась на оптимальном расстоянии от входа в клапанное устройство и от пакета конических тарелок, имеющегося в центробежном очистителе.

Радиус расположения поверхности раздела в очистителе зависит от радиуса расположения свободной поверхности в полости сбора тяжелой жидкости, который в свою очередь зависит от глубины погружения в него входного конца 14 трубки 6. Особое значение при этом имеет точность регулирования радиуса расположения свободной поверхности тяжелой жидкости в полости ее сбора, что зависит от точности введения или выведения входного конца 14 трубки 6 в эту поверхность. Предлагаемое устройство обеспечивает это условие. При определенном угле поворота держателя трубка отвода тяжелой жидкости своим свободным концом погружается в свободную поверхность тяжелой жидкости.

После освобождения фиксирующей гайки 3 вращением винта 10 выворачивают его из сухарика 12. Сухарик 12, имея свободу возвратно-поступательного перемещения в продольном пазу 11 держателя 5, придает ему угловое перемещение вокруг оси поворота 4. Соответственно второй конец держателя 5 с закрепленной в нем трубкой 6 отвода тяжелой жидкости совершает угловое перемещение, вводя конец 14 трубки 6 в свободную поверхность тяжелой жидкости. В связи с тем, что плечо (от оси сухарика до оси поворота 4) превышает плечо L (от оси поворота 4 до оси крепления трубки 6), величина перемещения γ₁ конца держателя с сухариком 12 превышает величину перемещения L₁ другого конца держателя с трубкой 6.

Кроме того, точка поворота O₁ держателя 5 находится с эксцентриситетом относительно центра О₂ свободной поверхности таким образом, что при перемещении точки крепления О₃ трубки 6 держателя 5 вокруг точки O₁ на расстояние L₁ входной конец 14 трубки 6 совершает относительно свободной поверхности движение по касательной, погружаясь в нее на расстояние L₂, меньшее чем L₁.

Это обеспечивает тонкое (плавное) введение и выведение конца 14 трубки 6 в свободную поверхность путем окружного его перемещения вдоль окружности свободной поверхности.

Это обеспечивает точное регулирование расположения поверхности раздела, исключающее унос части легкой жидкости вместе с тяжелой жидкостью и унос части тяжелой жидкости вместе с легкой, что повышает надежность и эффективность работы устройства для отвода жидкости и качество очистки.

Изобретение позволяет повысить надежность работы центробежного очистителя.

Предложенное решение относится к устройствам непрерывного отвода из смеси очищаемой в центробежных устройствах тяжелой жидкой фазы и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, машиностроительной и других отраслях промышленности. Устройство для отвода жидкости из центробежного устройства содержит трубку отвода жидкости, входной конец которой размещен в полости для сбора тяжелой жидкой фракции, которая расположена в корпусе очистителя. Выходной конец трубки выполнен с возможностью подключения к магистрали отвода тяжелой жидкой фракции. Трубка снабжена механизмом регулирования ее горизонтального перемещения, содержащим держатель трубки и элемент его перемещения. Держатель трубки выполнен с возможностью радиального поворота вокруг вертикальной оси, проходящей через держатель. Кроме этого, расстояние от оси поворота до оси трубки меньше расстояния от оси поворота до точки воздействия элемента перемещения на держатель. Данная конструкция устройства позволяет повысить качество очищаемой жидкости. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для отвода жидкости из центробежного очистителя, содержащее трубку отвода жидкости, входной конец которой размещен в полости для сбора тяжелой жидкой фракции, расположенной в корпусе очистителя, а выходной конец трубки выполнен с возможностью подключения к магистрали отвода тяжелой жидкой фракции, при этом трубка снабжена механизмом регулирования ее горизонтального перемещения, содержащим держатель трубки и элемент его перемещения, отличающееся тем, что держатель трубки выполнен с возможностью радиального поворота вокруг вертикальной оси, проходящей через держатель, при этом расстояние от оси поворота до оси трубки меньше расстояния от оси поворота до точки воздействия элемента перемещения на держатель.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения радиального перемещения трубки держатель снабжен сухариком и имеет паз для его размещения, при этом сухарик выполнен взаимодействующим с элементом перемещения держателя и обеспечивающим преобразование вращательного движения элемента перемещения в угловое перемещение держателя.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент перемещения держателя выполнен в виде винтового механизма.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет основание для закрепления вертикальной оси держателя и пластину, расположенную на основании и жестко связанную с держателем, при этом пластина имеет паз и крепежный элемент для возможности регулирования положения вертикальной оси держателя.