СЕПАРАТОР Российский патент 2010 года по МПК B01D45/04 

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Известен 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, причем 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 [1].

Недостатком указанного технического решения является то, что предлагаемая конструкция обтекателя и схема движения газожидкостного потока не будут согласовываться между собой, так как первый по своей форме будет обладать очень большим гидродинамическим сопротивлением, а поток двигаться по пути наименьшего сопротивления, создавая при этом всплески брызг, способствующему вторичному уносу капельной жидкости.

Известно устройство для очистки газа, содержащее емкость с патрубками вывода газа и жидкости, патрубком ввода газожидкостной смеси, коллектором и разгонными устройствами, причем разгонные устройства выполнены в виде сопел Вентури, площадь поперечного сечения горловины каждого последующего сопла уменьшена относительно предыдущего, а между внешней поверхностью сопел и корпусом коллектора выполнены камеры, имеющие отверстия в горловинах сопел [2].

Недостатком этого технического решения является то, что отсутствует распределительное устройство осушенного газа. Увеличение количества выходных патрубков будет содействовать всплескам попадания отсепарированной жидкости в осушенный газ, которые образуются из-за брызг в придонной части корпуса сепаратора.

Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение надежности стока отсепарированной жидкости и исключение вторичного уноса мелкодисперсных капель движущимся газожидкостным потоком при превышении величины критической скорости, имеющем место из-за работы сепаратора в режиме переменных нагрузок.

Указанный технический результат достигается тем, что снабжен листами, один из которых расположен в верхней части сепаратора с перфорацией проходного сечения, уменьшающейся к выходному патрубку, а другие, с одинаковой по всей площади перфорацией, расположены параллельно в нижней части сепаратора с зазором между собой, причем зазоры выполнены напротив отверстий, расположенных перед конфузорами, за исключением первого.

Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных и присущих с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям "новизна", "уровень техники", "промышленная применимость".

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где показан продольный разрез сепаратора.

Сепаратор содержит корпус 0 с патрубками входа 1 газожидкостного потока, выхода 2 отсепарированной жидкости, выхода 3 осушенного газа, внутри которого расположен коллектор 4 с соплами 5, причем конструкция сопла 5 состоит, по ходу газожидкостного потока, из конфузора 6, горловины 7, диффузора 8. Горловины 7 сопел 5 выполнены с одинаковой площадью поперечного сечения и на верхней образующей имеют отверстия 9. Коллектор 4 совместно с соплами 5, имеющими одинаковое расстояние друг от друга по длине коллектора 4, образует камеры 10, в нижней и верхней частях которых, эквидистантно, выполнены отверстия 11 и 12. На расстоянии между соплами 5, на нижней образующей коллектора 4, где каждый диффузор 8 сопла 5, проходное сечение которого плавно переходит до проходного сечения коллектора 4, выполнены отверстия 13, 14, 15, 16, причем площадь проходного сечения каждого последующего из отверстий 13, 14, 15, 16 увеличена. В верхней части корпуса 0 расположен, с уменьшением проходного сечения относительного патрубка 3 выхода осушенного газа, перфорированный лист 17, а в нижней части - равномерно перфорированные листы 18, причем они ограничиваются опорами 19, охватывающими отверстия выхода отсепарированной жидкости.

Сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостный поток поступает в сепаратор через входной патрубок 1 и движется вдоль коллектора 4 через систему сопел 5, причем в горловине 7 каждого сопла 5 происходит выдавливание газовой составляющей в камеру 10, сообщенной с объемом сепаратора, по сепарату жидкости с помощью отверстия 11, а по газу - с помощью отверстия 12. После диффузора 8 часть жидкости поступит в отверстие 13. При дальнейшем движении газожидкостного потока процесс выдавливания газовой составляющей в последующих соплах 5 будет снижаться. В зависимости от задач сепаратора необходимо проводить соответствующие математические расчеты. Отсепарированная жидкость из отверстий коллектора 4 поступает в проемы между перфорированными листами 18, а далее удаляется через патрубок 2 выхода. Перфорированный лист 17, проходное сечение которого уменьшается к выходному патрубку 3, равномерно распределяет нагрузку осушенного газа.

Применение конструкции сепаратора предлагаемого вида позволяет эффективно осуществлять форсированный сток отсепарированной жидкости за счет конструкции проходного сечения перфорированных листов, коллектора и сопел, причем даже при превышении критической величины скорости газожидкостного потока процесс сепарации будет осуществляться с предотвращением срыва жидкой пленки и, как следствие, исключаться повторное увлажнение потока отсепарированной жидкостью.

Источники информации

1. Тройнин В.Е. Центробежный сепаратор. RU. Патент N 2042434. В01D 45/12. Приоритет - 28.07.92. Опубликован 27.08.1995 - аналог.

2. Запорожец Е.П. и др. Устройство для очистки газа. RU. Патент N 2096069. В01D 45/04. Приоритет - 30.07.96. Опубл. бюллетень изобретений N 32 за 20.11.1997 - прототип.

Изобретение предназначено для использования в качестве внутрисепарационного устройства для достижения необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты. Сепаратор содержит корпус с патрубками входа и выхода, внутри которого расположен коллектор с соплами, образующий с последними камеры, причем сопла состоят из конфузора, горловины с отверстием и диффузора и имеют одинаковое расстояние друг от друга по длине коллектора, выполненного с отверстиями, листы, один из которых расположен в верхней части сепаратора с перфорацией проходного сечения, уменьшающейся к выходному патрубку, а другие - с одинаковой по всей площади перфорацией, расположены параллельно в нижней части сепаратора с зазорами между собой, при этом зазоры выполнены напротив отверстий коллектора, расположенных перед конфузорами, за исключением первого. Технический результат: эффективная сепарация жидкости. 1 ил.

Сепаратор, содержащий корпус с патрубками входа и выхода, внутри которого расположен коллектор с соплами, образующий с последними камеры, причем сопла состоят из конфузора, горловины с отверстием и диффузора и имеют одинаковое расстояние друг от друга по длине коллектора, выполненного с отверстиями, отличающийся тем, что он снабжен листами, один из которых расположен в верхней части сепаратора с перфорацией проходного сечения, уменьшающейся к выходному патрубку, а другие - с одинаковой по всей площади перфорацией, расположены параллельно в нижней части сепаратора с зазорами между собой, при этом зазоры выполнены напротив отверстий коллектора, расположенных перед конфузорами, за исключением первого.