ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 2015 года по МПК B04B5/08 

Изобретение относится к центробежным устройствам для очистки газа от капельной жидкости и механических примесей и может найти применение в системах компримирования, очистки и осушки газа.

Известна центрифуга для очистки газа, включающая кожух с камерой сбора осадка, ротор с каналами отвода газа, направляющий аппарат, ложе осаждения, сообщенное с камерой сбора осадка (ЕР 1021249 В1, опуб. 26.07.2000). Вращение ротора в известной центрифуге обеспечивается за счет трения закрученного потока относительно периферийной поверхности ротора, служащей одновременно и в качестве ложа осаждения. Линейная скорость вращения потока отличается от линейной скорости вращения поверхности ложа осаждения, что вызывает интенсивное возмущение потока и ухудшает условия для осаждения загрязнений на поверхности ложа.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является центрифуга для очистки газа, включающая патрубки входа и выхода газа, основание с камерой сбора осадка, установленные на основании полый кожух, и неподвижную вертикальную ось, направляющий аппарат с тангенциальными каналами подачи газа, ротор с тангенциальными каналами отвода газа, размещенный на оси посредством подшипниковых опор, ложе осаждения, сообщенное с камерой сбора осадка (RU 2301114 C1, B04B 5/08, опуб. 20.06.2006). В известной центрифуге для осаждения загрязнений из потока газа частицам дисперсной фазы необходимо в короткий период времени преодолеть относительно длительной расстояние из центральной зоны ротора до ложа осаждения, что накладывает ограничения на полноту отсева особенно мелких частиц загрязнений. Ложе осадка в известной центрифуге размещено на наклонной внешней поверхности ротора. Удалению осажденных частиц из ротора препятствует осевой поток газа, направленный в сторону противоположную направлению движения частиц, что создает условия для захвата потоком газа уже осажденных частиц и их попаданию в каналы отвода.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки. Технический результат, обеспечиваемый изобретением и позволяющий решить поставленную задачу, заключается в исключении уноса частиц потоком газа в каналы отвода за счет обеспечения их осаждения в пористой перегородке и уменьшения расстояния, которое необходимо преодолеть частицам для их осаждения.

Технический результат обеспечивается тем, что в центрифуге для очистки газа, содержащей камеру сбора осадка, сообщенный с ней полый кожух с поверхностью осаждения, патрубки входа и выхода газа и размещенные в кожухе неподвижную вертикальную ось, направляющий аппарат с тангенциальными каналами подачи газа, ротор с тангенциальными каналами отвода газа, размещенный на оси посредством подшипниковых опор, особенностью является то, что ротор снабжен коаксиальной пористой перегородкой, размещенной между направляющим аппаратом и каналами отвода газа, направляющий аппарат расположен в верхней части кожуха, а каналы отвода газа размещены в нижней части ротора с обеспечением возможности движения потока газа сверху вниз, при этом каналы подвода газа сообщены с полостью между кожухом и пористой перегородкой, а каналы отвода газа - с полостью между перегородкой и ротором.

Снабжение ротора пористой перегородкой, размещенной между направляющим аппаратом и тангенциальными каналами отвода газа из ротора, позволяет реализовать процесс осаждения частиц в поровых каналах перегородки и существенно уменьшить расстояние, которое необходимо преодолеть частицам для их осаждения.

Предпочтительно, чтобы поверхность осаждения была образована ложем осаждения, которое выполнено из пористого материала и размещено на внутренней стороне кожуха.

Пористая перегородка предпочтительно выполнена из коалесцирующего материала, что создает возможность укрупнения (коалесценции) мелких частиц жидкой фазы, осажденных в каналах перегородки, усиливает действие центробежного фактора и обеспечивает большую полноту отсева жидкой фазы.

Пористая перегородка имеет конические внешнюю и внутреннюю поверхности и меньшим основанием обращена к тангенциальным каналам подачи газа, что расширяет возможности масштабирования центрифуги.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется с помощью чертежей. На фиг. 1 представлена центрифуга в осевом разрезе.

Центрифуга включает основание 1 с камерой 2 сбора осадка, соединенный с основанием 1 и сообщенный с камерой 2 полый кожух 3, к которому подсоединены верхний патрубок 4 входа газа и нижний патрубок 5 выхода газа. В кожухе 3 установлена неподвижная вертикальная ось 6. В верхней части кожуха 3 размещен направляющий аппарат 7 с тангенциальными каналами 8 подачи газа.

Ротор 9, установленный на оси 6 посредством подшипниковых опор 10, имеет расположенные снизу тангенциальные каналы 11 отвода газа и снабжен коаксиально охватывающей его пористой перегородкой 12, выполненной предпочтительно из коалесцирующего нетканого материала. Каналы 8 подвода газа сообщены с полостью между перегородкой 12 и кожухом 3, а каналы 11 отвода газа - с полостью между перегородкой 12 и ротором 6.

Пористая перегородка 12 может иметь цилиндрическую или коническую форму. В предпочтительном исполнении она имеет конические внешнюю и внутреннюю поверхности и меньшим основанием обращена к тангенциальным каналам 8 подачи газа, что расширяет возможности масштабирования центрифуги.

На внутренней стенке кожуха 3 расположено ложе 13 осаждения, выполненное из нетканого пористого материала.

Предлагаемая центрифуга работает следующим образом.

Газ с содержащимися в нем жидкими и твердыми загрязнениями поступает через верхний патрубок 4 в направляющий аппарат 7, который за счет тангенциальных каналов 8 создает закрутку потока. Вращающийся поток, взаимодействуя с ротором 9 и проходя затем через тангенциальные каналы 11 отвода газа, создает крутящий момент, приводящий ротор 9 во вращение. За счет действия центробежного поля, создающегося во вращающемся потоке, относительно крупные частицы загрязнений движутся в радиальном направлении к ложу 13 осаждения, где надежно фиксируются в порах и в дальнейшем по мере накопления под действием сил гравитации поступают в камеру 2 сбора осадка. Движению осадка по направлению камеры 2 сбора способствует поток газа, направленный сверху вниз. Мелкие частицы загрязнений осаждаются и удерживаются в порах перегородки 12 за счет сил адгезии. Находясь в порах, частицы укрупняются за счет коалесценцирующих свойств материала перегородки 12. По мере укрупнения частицы под действием центробежного поля также отбрасываются на периферию к ложу 13 осаждения. Таким образом, пористая перегородка 12 препятствует уносу частиц потоком газа и сокращает расстояния, которые проходят частицы до осаждения. Очищенный газ проходит через поры перегородки 12 и отводится из центрифуги через каналы 11 отвода газа и через нижний патрубок 5. Размещение направляющего аппарата 7 в верхней части ротора 6, а каналов 11 отвода газа - в нижней части ротора 6 с обеспечением возможности движения потока газа сверху вниз создает условия для надежной фиксации осажденных частиц на ложе 13 и позволяет полностью исключить захват потоком осажденных частиц и их перенос в тангенциальные каналы 11 отвода газа.

Изобретение относится к центробежным устройствам для очистки газа от капельной жидкости и механических примесей и может найти применение в системах компримирования, очистки и осушки газа. Центрифуга для очистки газа содержит камеру сбора осадка, сообщенный с ней полый кожух с поверхностью осаждения, патрубки входа и выхода газа и размещенные в кожухе неподвижную вертикальную ось, направляющий аппарат с тангенциальными каналами подачи газа и ротор с тангенциальными каналами отвода газа, размещенный на оси посредством подшипниковых опор. Ротор снабжен коаксиальной пористой перегородкой, размещенной между направляющим аппаратом и каналами отвода газа. Направляющий аппарат расположен в верхней части кожуха, а каналы отвода газа размещены в нижней части ротора с обеспечением возможности движения потока газа сверху вниз. При этом каналы подвода газа сообщены с полостью между кожухом и пористой перегородкой, а каналы отвода газа - с полостью между перегородкой и ротором. Техническим результатом является повышение эффективности очистки газа от капельной жидкости. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Центрифуга для очистки газа, содержащая камеру сбора осадка, сообщенный с ней полый кожух с поверхностью осаждения, патрубки входа и выхода газа и размещенные в кожухе неподвижную вертикальную ось, направляющий аппарат с тангенциальными каналами подачи газа и ротор с тангенциальными каналами отвода газа, размещенный на оси посредством подшипниковых опор, отличающаяся тем, что ротор снабжен коаксиальной пористой перегородкой, размещенной между направляющим аппаратом и каналами отвода газа, направляющий аппарат расположен в верхней части кожуха, а каналы отвода газа размещены в нижней части ротора с обеспечением возможности движения потока газа сверху вниз, при этом каналы подвода газа сообщены с полостью между кожухом и пористой перегородкой, а каналы отвода газа - с полостью между перегородкой и ротором.

2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что поверхность осаждения образована ложем осаждения из пористого материала, размещенным на внутренней стороне кожуха.

3. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что пористая перегородка выполнена из коалесцирующего материала.

4. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что пористая перегородка имеет конические внешнюю и внутреннюю поверхности и меньшим основанием обращена к тангенциальным каналам подачи газа.