ПАКЕТ СЕПАРАЦИОННЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ Российский патент 2009 года по МПК B01D45/16 

Изобретение предназначено для улавливания мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока, и применяется в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Известно большое число вертикальных сепарационных пакетов, состоящих из перекрывающихся изогнутых пластин, образующих в зоне перекрытия щелевые каналы, и закрепленных сверху и снизу к крышкам. Указанные сепарационные пакеты известны, например, из описаний к патентам на изобретения №2221625 (МПК⁷ B01D 45/12, 2004 [1]), №2244584 (МПК⁷ B01D 45/12, 2005 [2]), №2287357 (МПК B01D 45/12, 2006 [3]), №2304455 (МПК B01D 45/12, 2007 [4]), и описаний к патентам на полезные модели 52574 (МПК B01D 45/12, 2006 [5]), №55301 (МПК B01D 45/02, 2006 [6]).

Общим недостатком указанных сепарационных пакетов является односвязность поверхностей сепарационных пластин. При использовании указанных сепарационных пакетов относительно большая часть жидкости движется вдоль кромок сепарационных пластин на выходе из щелевых каналов. Однако в этих областях поток, выходящий из щелевых каналов, расширяется, что приводит к распылению некоторого количества жидкости с кромок сепарационных пластин.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является повышение эффективности сепарационного пакета.

Сущность изобретения состоит в том, что пакет сепарационный вертикальный цилиндрической формы содержит размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием. При этом сепарационные пластины размещены друг относительно друга с частичным перекрытием, и образуют в зоне перекрытия одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы. В области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия. Причем в смежных сепарационных пластинах, образующих один щелевой канал, указанные отверстия расположены напротив друг друга.

Отверстия сепарационных пластин по горизонтали расположены преимущественно в центре щелевых каналов. Эти отверстия выполнены предпочтительно круглыми. Возможно выполнение указанных отверстий прямоугольной формы с длинной стороной, расположенной вертикально. Допустимо располагать два отверстия в верхней части пластин, и два - в нижней. Возможно располагать два отверстия в верхней части пластин, два - в средней части, и два - в нижней. Также возможно располагать по четыре отверстия вдоль каждого вертикального края каждой пластины.

Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами.

На фигуре 1 показан внешний вид сепарационного пакета вертикального; на фиг.2 - поперечный разрез сепарационного пакета (сечение А-А фиг.1); на фиг.3 - вид Б фиг.2, увеличено; на фиг.4 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 1; на фиг.5 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 2; на фиг.6 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 3; на фиг.7 - вид сбоку сепарационной пластины по примеру 4.

Вертикальный сепарационный пакет (фиг.1) выполнен цилиндрической формы и содержит размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины 1. Эти пластины 1 размещены друг относительно друга с частичным перекрытием, и образуют в зоне перекрытия одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы 2 (фиг.2). Сверху пластины 1 закреплены к кольцевой верхней крышке 3 с выходным отверстием 4, а снизу - к нижней крышке (не показано).

В области щелевых каналов 2 в сепарационных пластинах 1 выполнены сквозные отверстия 5 (фиг.3). В смежных сепарационных пластинах 1, образующих один щелевой канал 2, указанные отверстия 5 расположены напротив друг друга. По горизонтали отверстия 5 расположены преимущественно в центре щелевых каналов 2.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.4). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 2, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит четыре отверстия.

Пример 2.

Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены прямоугольными, с длинной стороной, размещенной вертикально (фиг.5). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 1, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит четыре отверстия.

Пример 3.

Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.6). Два отверстия 5 расположены в верхней части пластин 1, два - в средней части, и два - в нижней. При этом каждая пластина 1 содержит шесть отверстий 5.

Пример 4.

Отверстия 5 сепарационных пластин 1 выполнены круглыми (фиг.7). Вдоль каждого вертикального края каждой пластины 1 размещены по четыре отверстия 5. При этом каждая пластина 1 содержит восемь отверстий 5.

Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.

Пакет сепарационный вертикальный, помещенный в центр вертикального вихревого потока, работает следующим образом.

За счет разности давлений в центре вихревого потока и на его периферии частицы газа, жидкости и мелких твердых примесей попадают на наружную поверхность сепарационных пластин 1, и транспортируется газовым потоком через щелевые каналы 2, на их внутреннюю поверхность.

При этом частицы жидкости и смоченные ими мелкие частицы твердых примесей коагулируются на поверхности сеапарационных пластин 1 и за счет сил поверхностного натяжения удерживаются в областях разрыва (несвязности) сепарационных пластин 1. Такими областями являются отверстия 5 в сепарационных пластинах 1, находящиеся в щелевых каналах 2. Благодаря тому, что указанные отверстия 5 находятся внутри щелевых каналов 2, то есть там, где выше однородность потока, уменьшается разбрызгивание частиц жидкости в газовый поток, то есть вторичный унос жидкости.

При увеличении массы жидкости, накопленной в отверстиях 5 сепарационных пластин 1, сверх критической величины, когда сила тяжести становится больше силы поверхностного натяжения, происходит «отрыв» жидкости и ее перемещение вдоль поверхности сепарационных пластин 1 вниз.

Благодаря расположению отверстий 5 в сепарационных пластинах 1 напротив друг друга коагуляция в них происходит совместно, что увеличивает численное значение вышеупомянутой критической массы. При этом первоначально жидкость накапливается на каждом отверстии 5 отдельно, а затем, когда поверхности жидкостей соприкасаются, - совместно. При этом в момент соприкосновения объемы накапливаемых жидкостей объединяются, что приводит к сокращению суммарной поверхности, а следовательно - к увеличению силы поверхностного натяжения. Это и приводит к увеличению значения критической массы, при которой происходит «отрыв» капли жидкости от отверстий в сепарационных пластинах.

Достигнув нижнего края сепарационных пластин 1, жидкость соскальзывает с них и отводится вниз от сепарационного пакета.

Очищенный газ поступает вверх к выходному отверстию сепарационного пакета.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом пакете сепарационном вертикальном заявляемый технический результат: «повышение эффективности сепарационного пакета» достигается за счет того, что пакет сепарационный вертикальный цилиндрической формы содержит размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием. При этом сепарационные пластины размещены друг относительно друга с частичным перекрытием, и образуют в зоне перекрытия одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы. При этом в области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия. В смежных сепарационных пластинах, образующих один щелевой канал, указанные отверстия расположены напротив друг друга. При этом снижение количества жидкости, движущейся вдоль кромок сепарационных пластин при использовании сепарационного пакета, происходит за счет того, что большая часть жидкости коагулируется на отверстиях сепарационных пластин, расположенных напротив друг друга внутри щелевых каналов.

Заявляемый пакет сепарационный вертикальный реализован из промышленно выпускаемых материалов, может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Описание к патенту РФ на изобретение №2221625, МПК⁷ B01D 45/12, 2004.

2. Описание к патенту РФ на изобретение №2244584, МПК⁷ B01D 45/12, 2005.

3. Описание к патенту РФ на изобретение №2287357, МПК B01D 45/12, 2006.

4. Описание к патенту РФ на изобретение №2304455, МПК B01D 45/12, 2007.

5. Описание к патенту РФ на полезную модель №52574, МПК B01D 45/12, 2006.

6. Описание к патенту РФ на полезную модель №55301, МПК B01D 45/02, 2006.

Изобретение предназначено для улавливания мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока и применяется в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности. Сепарационный пакет содержит размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием. Сепарационные пластины в зоне взаимного перекрытия образуют одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы. В области этих каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия, находящиеся напротив друг друга в смежных сепарационных пластинах. Отверстия расположены преимущественно в центре щелевых каналов, круглой, прямоугольной или другой формы. Допустимо два отверстия располагать в верхней части пластин и два - в нижней или два отверстия - в верхней части пластин, два - в средней части и два - в нижней. Возможно располагать по четыре отверстия вдоль каждого вертикального края каждой пластины. Технический результат: повышение эффективности сепарации. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Пакет сепарационный вертикальный цилиндрической формы, содержащий размещенные в его образующей поверхности вертикальные изогнутые сепарационные пластины, закрепленные сверху к кольцевой верхней крышке с выходным отверстием, размещенные относительно друг друга с частичным перекрытием и образующие в зоне перекрытия одинаковые, постоянные по размеру щелевые каналы, отличающийся тем, что в области щелевых каналов в сепарационных пластинах выполнены сквозные отверстия, причем в смежных сепарационных пластинах, образующих один щелевой канал, указанные отверстия расположены напротив друг друга.

2. Пакет по п.1, отличающийся тем, что по горизонтали отверстия сепарационных пластин расположены в центре щелевых каналов.

3. Пакет по п.1, отличающийся тем, что отверстия сепарационных пластин выполнены круглыми, причем два отверстия расположены в верхней части пластин и два - в нижней.

4. Пакет по п.1, отличающийся тем, что отверстия сепарационных пластин выполнены прямоугольными с длинной стороной, размещенной вертикально, причем два отверстия расположены в верхней части пластин и два - в нижней.

5. Пакет по п.1, отличающийся тем, что отверстия сепарационных пластин выполнены круглыми, причем два отверстия расположены в верхней части пластин, два - в средней части и два - в нижней.

6. Пакет по п.1, отличающийся тем, что отверстия сепарационных пластин выполнены круглыми, причем вдоль каждого вертикального края каждой пластины размещены по четыре отверстия.