УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ ЖИДКОСТИ ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА В КОМПРЕССОРЕ С ВПРЫСКОМ ЖИДКОСТИ И СПОСОБ ДЛЯ НЕГО Российский патент 2020 года по МПК B01D45/02 

Данное изобретение относится к устройству для сепарации жидкости из газового потока в компрессоре с впрыском жидкости, причем устройство содержит первую емкость, содержащую первую донную пластину, первую боковую стенку, содержащую впуск, соединенный по текучей среде с выпуском сжатого газа, и крышку, содержащую выпуск, причем устройство дополнительно содержит:

первое сепарационное средство, содержащее первую и вторую области сепарации жидкости, причем первая и вторая области сепарации жидкости сообщаются по текучей среде с впуском; при этом каждая из первой и второй области сепарации жидкости содержит первую пластину, на который монтируется круглая стенка, при этом создается первый и второй канал текучей среды между каждой круглой стенкой и первой боковой стенкой;

второе сепарационное средство, обеспеченное в каждой из первой и второй области сепарации жидкости, причем второе сепарационное средство содержит по меньшей мере циклон смонтированный в нем;

третье сепарационное средство, содержащее по меньшей мере фильтр, смонтированный в нем, при этом фильтр соединен по текучей среде с одним из циклонов, и при этом третье сепарационное средство сообщается по текучей среде с выпуском; и

впускной канал, содержащий конструкцию в виде ребра для разделения газа, проходящего через впуск, на два потока.

Промышленность постоянно обращает внимание на совершенствование существующих сепараторов жидкости, поскольку требования по чистоте газа, выходящего из таких сепараторов жидкости, становятся все более строгими.

Хотя существующие сепараторы жидкости могут обеспечить приемлемое решение, например, сепаратор, предложенный в WO 2016/172,770A, заявитель Atlas Copco Airpower, компании, применяющие такие сепараторы жидкости, постоянно ищут пути их совершенствования.

Соответственно, задачей настоящего изобретения является обеспечение эффективного сепаратора жидкости, в котором улучшена чистота газа, проходящего через выпуск.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение решения для лучшей защиты компонентов сепаратора жидкости от потенциально повреждающей силы текучей среды, входящей в него.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение простой и дешевой альтернативы существующим устройствам.

Настоящее изобретение решает по меньшей мере одну из упомянутых выше и/или других проблем, обеспечивая устройство для сепарации жидкости из газового потока в компрессоре с впрыском жидкости, устройство содержит первую емкость, содержащую первую донную пластину, первую боковую стенку, содержащую впуск, соединенный по текучей среде с выпуском сжатого газа, и крышку, содержащую выпуск, причем устройство дополнительно содержит:

первое сепарационное средство, содержащее первую и вторую области сепарации жидкости, причем первая и вторая области сепарации жидкости сообщаются по текучей среде с впуском; при этом каждая из первой и второй области сепарации жидкости содержит первую пластину, на который монтируется круглая стенка, при этом создается первый и второй канал текучей среды между каждой круглой стенкой и первой боковой стенкой;

второе сепарационное средство, обеспеченное в каждой из первой и второй области сепарации жидкости, второе сепарационное средство содержит по меньшей мере циклон смонтированный в нем;

третье сепарационное средство, содержащее по меньшей мере фильтр, смонтированный в нем, при этом фильтр соединен по текучей среде с одним из циклонов, и при этом третье сепарационное средство сообщается по текучей среде с выпуском;

впускной канал, сообщающийся по текучей среде с впуском, причем впускной канал, содержит конструкцию в виде ребра для разделения газа, проходящего через впуск, на два потока;

при этом устройство дополнительно содержит:

упомянутый впускной канал, содержащий верхнюю панель и нижнюю панель, имеющую один конец, выполненный с возможностью монтажа на первую боковую стенку, при этом по меньшей мере верхняя панель создает уклон, с высшей точкой на первой боковой стенке и низшей точкой на противоположном конце.

Поскольку впускной канал содержит верхнюю панель и нижнюю панель, текучая среда, проходящая через впуск, направляется в движении вниз, проталкиваемая в направлении донной пластины. С принятием такого движения капли жидкости в составе текучей среды более эффективно падают под действием силы тяжести, и собирается больше жидкости.

Кроме того, получают симбиотический эффект, поскольку устройство содержит такой впускной канал по меньшей мере с верхней панелью, обеспеченной под углом, и двумя цилиндрическими стенками, создающими первый и второй канал текучей среды, поскольку не только текучая среда направляется в движении вниз, когда поток текучей среды проходит к первому и второму каналу текучей среды, но такое движение поддерживается через указанные каналы, увеличивая еще больше количество экстрагируемой жидкости.

Благодаря сбору большего количества жидкости сразу после ее входа в устройство, циклоны и по меньшей мере один фильтр дополнительно защищены от потенциально повреждающих свойств жидкости, что уменьшает частоту предупредительного ремонта и увеличивает эксплуатационный ресурс циклонов, а также по меньшей мере одного фильтра.

Настоящее изобретение дополнительно предлагает способ сепарации жидкости из газового потока в компрессоре с впрыском жидкости, содержащий этапы на которых:

обеспечивают первое сепарационное средство, содержащее первую и вторую область сепарации жидкости, причем каждая из первой и второй области сепарации жидкости содержит первую пластину, на который монтируют цилиндрическую стенку, и обеспечивает первый и второй канал текучей среды между каждой круглой стенкой и первой боковой стенкой;

обеспечивают второе сепарационное средство в каждой из первой и второй области сепарации жидкости, и обеспечивают по меньшей мере циклон в ней;

обеспечивают третье сепарационное средство, содержащее по меньшей мере фильтр, причем фильтр обеспечен сообщением по текучей среде с одним из циклонов;

обеспечивают первую емкость, содержащую первую и вторую область сепарации жидкости, второе сепарационное средство и третье сепарационное средство, причем первая емкость содержит первую боковую стенку, содержащую впуск, первую донную пластину и крышку, содержащую выпуск;

обеспечивают конструкцию в виде ребра для разветвления потока текучей среды, проходящего из впуска, на первый и второй каналы текучей среды;

направляют текучую среду из первой и второй области сепарации жидкости через второе сепарационное средство, собирают жидкость, падающую каплями из текучей среды на первую донную пластину, и дополнительно направляют текучую среду через третье сепарационное средство перед ее направлением для прохождения через выпуск;

при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых:

обеспечивают впускной канал, содержащий верхнюю панель и нижнюю панель и направляют текучую среду, проходящую через впускной канал, в движении вниз, а также дополнительно разветвляют ее на два потока, проходящие через первый и второй канал текучей среды, с помощью ребра.

В контексте настоящего изобретения следует понимать, что преимущества, представленные по отношению к устройству для сепарации жидкости из газового потока, также действительны для способа сепарации жидкости из газового потока.

Настоящее изобретение дополнительно предлагает устройство для сепарации жидкости из газового потока в вакуумном насосе с впрыском жидкости, причем устройство содержит первую донную пластину, первую боковую стенку, содержащую впуск, соединенный по текучей среде с выпуском вакуумного насоса и крышку, содержащую выпуск, причем устройство дополнительно содержит:

первое сепарационное средство, содержащее первую и вторую область сепарации жидкости, причем первая и вторая область сепарации жидкости сообщаются по текучей среде с впуском; при этом каждая из первой и второй области сепарации жидкости содержит первую пластину, на который монтируется круглая стенка, при этом создается первый и второй канал текучей среды между каждой круглой стенкой и первой боковой стенкой;

второе сепарационное средство, обеспеченное в каждой из первой и второй области сепарации жидкости, причем второе сепарационное средство содержит по меньшей мере циклон, смонтированный в нем;

третье сепарационное средство, содержащее по меньшей мере фильтр, смонтированный в нем, при этом фильтр соединен по текучей среде с одним из циклонов и при этом третье сепарационное средство сообщается по текучей среде с выпуском;

впускной канал сообщающийся по текучей среде с впуском, причем впускной канал содержит конструкцию в виде ребра для разделения газа, проходящего через впуск, на два потока;

при этом устройство дополнительно содержит:

упомянутый впускной канал, содержащий верхнюю панель и нижнюю панель, имеющую один конец, выполненный с возможностью монтажа на боковую стенку, при этом по меньшей мере верхняя панель создает уклон с высшей точкой на первой боковой стенке и низшей точкой на противоположном конце.

В контексте настоящего изобретения следует понимать, что преимущества, представленные по отношению к устройству для сепарации жидкости из газового потока в компрессоре с впрыском жидкости, также действительны для устройства сепарации жидкости из газового потока в вакуумном насосе с впрыском жидкости.

Для лучшей демонстрации отличий изобретения некоторые его предпочтительные конфигурации, не предполагающие ограничений, описаны ниже в данном документе в виде примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.

На фиг. 1 схематично показано устройство для сепарации жидкости из газового потока, смонтированное в компрессоре с впрыском жидкости.

На фиг. 2 схематично показано в разрезе по линии I–I фиг. 1 устройство варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 показан вид сверху первой области сепарации жидкости, второй области сепарации жидкости и части впускного канала варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 схематично показано в разрезе по линии II–II фиг. 1 устройство варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5 схематично показан вид сбоку второй емкости и круглой стенки варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6 показан вид сверху первой области сепарации жидкости, второй области сепарации жидкости и впускного канала варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7 схематично показано устройство для сепарации жидкости из газового потока, смонтированное в вакуумном насосе с впрыском жидкости.

На фиг. 1 показано устройство 1 для сепарации жидкости из газового потока, причем устройство 1 содержит впуск 2, соединенный с выпуском 3 сжатого газа компрессора 4, и выпуск 5, обеспечивающий относительно чистый газ для сети 6 пользователя.

Компрессор 4 является компрессором с впрыском жидкости.

Компрессор 4 обычно имеет газовый впуск 7, через который втягивается окружающий воздух или технологический газ из системы пользователя (не показано).

Как видно на фиг. 2, устройство 1 содержит первую емкость 8, содержащую первую донную пластину 9, первую боковую стенку 10, содержащую впуск 2, соединенный по текучей среде с выпуском 3 сжатого газа, и крышку 11, содержащую выпуск 5.

Устройство 1 дополнительно содержит сепарационное средство, содержащее первую и вторую области 12a и 12b сепарации жидкости, при этом текучая среда, входящая через впуск 2, проходит к первой и второй областям 12a и 12b сепарации жидкости.

Каждая из первой и второй области 12a и 12b сепарации жидкости дополнительно содержит первую пластину 13a или 13b, на который монтируется круглая стенка 14a или 14b.

Для эффективной сепарации частиц жидкости из газового потока устройство 1 дополнительно содержит первый и второй канал 15a и 15b текучей среды, созданный между каждой из круглых стенок 14a и 14b и первой боковой стенкой 10, как проиллюстрировано на фиг. 3.

Как также показано на фиг. 2, устройство 1 дополнительно обеспечено первым сепарационным средством, содержащим первую и вторую область 12a и 12b сепарации жидкости, причем первое сепарационное средство содержит по меньшей мере циклон 16, смонтированный в нем.

Устройство дополнительно содержит второе сепарационное средство, содержащее по меньшей мере фильтр 17, смонтированный в нем. Для содействия эффективному удалению частиц текучей среды фильтр 17 соединен по текучей среде с одним из циклонов 16.

Предпочтительно, впуск фильтра 17 монтируется напрямую на выпуск циклона 16.

Как следствие, текучая среда, выходящая из фильтра 17, дополнительно проходит через выпуск 5.

Как проиллюстрировано на фиг. 3 и 4, устройство 1 дополнительно содержит впускной канал 18, сообщающийся по текучей среде с впуском 2.

Такой впускной канал 18 предпочтительно содержит верхнюю панель 19 и нижнюю панель 20, при этом каждая из верхней панели 19 и нижней панели 20 имеет один конец, выполненный с возможностью монтажа на первую боковую стенку 10.

Верхняя панель 19 предпочтительно прикрепляется на первую боковую стенку 10 выше впуска 2, и нижняя панель 20 прикрепляется на первую боковую стенку 10 под впуском 2. Соответственно, впуск 2 размещен между нижней панелью 20 и верхней панелью 19.

Для содействия экстракции частиц текучей среды из потока текучей среды, по меньшей мере верхняя панель 19 создает уклон, имея высшую точку на первой боковой стенке 10 и низшую точку на противоположном конце.

Под верхней панелью 19, создающей уклон, следует понимать монтаж верхней панели 19, выступающей вниз от боковой стенки 10 и в направлении первого и второго каналов 15a и 15b. текучей среды.

Другими словами, пересечение верхней панели 19 и первой боковой стенки 10 образует острый угол, причем острый угол, реализует верхняя панель 19 и первая боковая стенка 10. Острый угол следует понимать, как угол меньше 90° (девяноста градусов).

Кроме того, для разделения газа, проходящего через впуск 2, на два потока впускной канал 18 содержит конструкцию в виде ребра 21.

Предпочтительно, пластина 21 монтируется на нижнюю панель 20.

Поскольку пластина 21 монтируется на нижнюю панель 20, текучая среда, проходящая через впуск 2 может проходить только через первый и второй каналы 15a и 15b текучей среды.

Кроме того, поскольку ребро 21 помогает разветвлению потока текучей среды на два потока, устройство 1 построено таким образом, что создаются две приблизительно идентичных половины, одна, содержащая первую область 12a сепарации жидкости и вторая, содержащая вторую область 12b сепарации жидкости и, поскольку давление в двух половинах приблизительно равно, текучая среда, проходящая через впуск 2, разветвляется на два приблизительно равных потока.

Поскольку текучая среда, входящая устройство 1, принимает такой характер, эффективность сепарации нефти поддерживается в течение большего времени, поскольку такое устройство 1 должно минимизировать возможность одной половины столкнуться с функциональными проблемами вследствие достижения большим объемом жидкости его компонентов в сравнении с другой половиной.

Для поддержания низких затрат на изготовление, ребро 21 содержит первую и вторую непрерывную вертикальную конструкцию 21a и 21b, соединенные вместе под углом.

Предпочтительно, первая и вторая непрерывные вертикальные конструкции 21a и 21b прикрепляются на первую боковую стенку 10. Ребро 21 смонтировано на противоположной стороне от впуска 2 и по центру относительно впуска 2.

Предпочтительно, для поддержания движения по окружности текучей среды, проходящей через первый и второй каналы 15a и 15b текучей среды, каждая из первой и второй непрерывных вертикальных конструкций 21a и 21b имеет форму дуги окружности.

Кроме того, предпочтительно, первая боковая стенка 10 и каждая из первой и второй непрерывных вертикальных конструкций 21a и 21b образует дугу окружности. Другими словами, в точке где одна из двух непрерывных вертикальных конструкций 21a и 21b монтируется на первую боковую стенку 10, дугу окружности, образованную каждой из первой и второй непрерывных вертикальных конструкций 21a и 21b, продолжает кривая первой боковой стенки 10.

Предпочтительно, но без ограничения этим, дуга окружности, образуемая каждой из первой и второй непрерывных вертикальных конструкций 21a и 21b, и кривая первой боковой стенки 10 является непрерывной дугой окружности, без каких–либо точек поворота.

Поскольку образуется такая непрерывная дуга окружности, частицы жидкости, содержащиеся в текучей среде, проходящей через впуск 2, не должны соударяться под прямым углом с первой и второй непрерывными вертикальными конструкциями 21a и 21b или первой боковой стенкой, но должны прилипать к ним и скользить под действием силы тяжести к нижней панели 20 и далее к первой донной пластине 9, что исключает риск отскакивания таких частиц обратно в струйное течение и увеличивает количество экстрагированной жидкости по длине впускного канала 18, первого канала 15a текучей среды и второго канала 15b текучей среды.

Соответственно, как можно видеть на фиг. 3, первая боковая стенка 10 должна иметь формe двух полуокружностей, соединенных средней секцией, содержащей впускной канал 18.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения и без ограничения им каждая из двух непрерывных вертикальных конструкций 21a и 21b, параллельна каждой из круглых стенок 14a и 14b.

Предпочтительно, каждая из круглых стенок 14a и 14b монтируется на одном конце на первую боковую стенку 10, затем на впуск 2, и на другом конце на соответствующий первую пластину 13a и 13b.

Соответственно, впуск 2 ограничен цилиндрическими стенками 14a и 14b, верхней панелью 19 и нижней панелью 20, как можно видеть на фиг. 2.

В предпочтительном варианте осуществления, но без ограничения им, верхняя панель 19 на своем нижнем конце или конце с противоположной стороны впуска 2 примыкает к ребру 21.

Соответственно, текучая среда, проходящая через впуск 2, должна постоянно направляться вниз по меньшей мере до достижения ребра 21, что увеличивает эффективность экстракции жидкости.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения верхняя панель 19 может быть прикреплена только на первой боковой стенке 10.

В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения верхняя панель 19 может быть прикреплена к первой боковой стенке 10 и к цилиндрическим стенкам 14a и 14b.

Под прикреплением следует понимать любую монтаж по любой методике для соединения верхней панели 19 с первой боковой стенкой 10 и возможно с цилиндрическими стенками 14a и 14b, такой как: соединение сваркой, на клею или болтами, посредством применения винтов или любой другой. Дополнительно не следует исключать, что верхняя панель 19 может являться литым компонентом в первой боковой стенке и, возможно, в круглых стенках 14a и 14b.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения верхняя панель 19 может иметь произвольную длину LL’, выбранную между приблизительно 25% от глубины LL” первой емкости 8, и приблизительно 90% от глубины LL”.

Предпочтительно, но без ограничения этим, длину LL’ верхней панели 19 выбирают, чтобы панель по меньшей мере достигала ребра 21.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения верхняя панель 19 и нижняя панель 20 параллельны друг другу.

Благодаря такому конструктивному элементу, устройство 1 настоящего изобретения исключает риск удара под прямым углом частиц жидкости по нижней панели 20 и их отскока обратно в поток текучей среды.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения уклон верхней панели 19 и/или нижней панели 20, или угол α фиг. 4, имеет величину по меньшей мере приблизительно 10° (десять градусов), причем угол 10° измеряется на пересечении верхней панели 19 и горизонтальной поверхности. Как проиллюстрировано на фиг. 4, угол α может измеряться на пересечении разделительной пластины 22 и верхней панели 19, если разделительная пластина 22 и верхняя панель 19 прикрепляются на первую боковую стенку 10 на одном месте.

Угол α может в другом случае быть измерен, как угол между верхней панелью 19 и поверхностью параллельной разделительной пластине 22, где поверхность проведена через место, где верхняя панель 19 пересекает первую боковую стенку 10.

Соответственно, как показано на фиг. 4, угол α может быть измерен между виртуальной поверхностью AA’, проведенной рядом и в продолжение поверхности, образованной верхней панелью 19, и виртуальной поверхность AA”, проведенной от места, где верхняя панель 19 пересекает первую боковую стенку 10, и параллельно или рядом и в продолжение поверхности, образованной разделительной пластиной 22.

В контексте настоящего изобретения следует понимать, что уклон может быть больше или меньше 10° (десяти градусов) и предпочтительно уклон отличается от 0° (нуля градусов).

Предпочтительно, но без ограничения этим, если следует провести поверхность CC’ рядом и в продолжение поверхности, образованной нижней панелью 20, максимальный угол α уклона можно определить следующим образом: принять виртуальной точку HH на пересечении поверхности CC’ и первой боковой стенки 10. Причем виртуальная точка HH расположена на высоте H1, измеренной от уровня первой донной пластины 9, высота H1, в своей низшей точке, может приблизительно в три раза превышать максимальную высоту H2 жидкости, которая может находиться в первой емкости 8, высоту H2, измеряют также от уровня первой донной пластины 9.

Кроме того, следует понимать, что настоящее изобретение можно реализовать для устройства 1 с углом α уклона любой величины, выбранной между углом приблизительно 10° и максимальным углом, определенным виртуальной поверхностью, проходящей через точку HH’, например, без ограничения этим угол α можно выбрать любой величины между приблизительно 10° и приблизительно 45° (сорок пять градусов), более предпочтительно, угол α можно выбрать любой величины между приблизительно 10° и приблизительно 30° (тридцать градусов), еще более предпочтительно, угол α можно выбрать между приблизительно 10° и приблизительно 20° (двадцать градусов).

В другом варианте осуществления настоящего изобретения уклон верхней панели 19 может иметь одинаковую величину с уклоном нижней панели 20 или может иметь отличающуюся величину.

Первая емкость 8 дополнительно содержит первое средство экстракции жидкости, такое, например, как клапан, трубка, вентиль или т.п., смонтированное на первую боковую стенку 10, для выпуска жидкости, собранной на первую донную пластину 9, и возможной рециркуляции такой жидкости посредством ее впрыска в компрессор 4.

Максимальная высота H2 жидкости, которая может находиться в первой емкости 8 является максимальной допустимой высотой, при которой первое средство экстракции жидкости начинает экстрагировать жидкость из первой емкости 8.

В предпочтительном варианте осуществления и без ограничения им, жидкость является маслом. Другая жидкость, такая как вода или другой смазывающий агент также не исключена для настоящего изобретения.

Для отделения второго сепарационного средства от третьего сепарационного средства устройство 1 дополнительно содержит разделительную пластину 22, на который монтируется фильтр 17.

Поскольку монтируется такая разделительная пластина 22, текучая среда, проходящая через первую и вторую области 12a и 12b сепарации жидкости не может достичь третьего сепарирующего средства без прохождения через по меньшей мере один циклон 16. Соответственно, обеспечивается минимальное требование для концентрации жидкости в текучей среде, проходящей через третье сепарационное средство.

Предпочтительно, для еще большего контроля пути текучей среды, проходящей через впуск 2, круглые стенки 14a и 14b проходят между соответствующей первой пластиной 13a или 13b и разделительной пластиной 22. Соответственно, текучая среда, проходящая через впуск 2, не может напрямую достигать третьего сепарационного средства, но должна вначале пройти через впускной канал 18, первый и второй каналы 15a и 15b текучей среды и, дополнительно, через по меньшей мере один циклон 15.

В другом предпочтительном варианте осуществления и без ограничения им ребро 21 смонтировано на нижней панели 20 и на разделительной пластине 22.

В другом варианте осуществления нижняя панель 20 имеет непрерывную конструкцию с длиной DD’ любой величины, выбранной между приблизительно 25% от глубины LL” первой емкости 8 и приблизительно 95% от глубины LL”.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения нижняя панель 20 является непрерывной конструкцией, проходящей вдоль глубины первой емкости 8. Другими словами, нижняя панель 20 может иметь длину DD’ равную глубине LL” первой емкости 8.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения нижняя панель 20 может являться непрерывной конструкцией, проходящей вдоль по меньшей мере части первого и второго канала 15a и 15b текучей среды. Дополнительной возможностью для нижней панели 20 является прохождение вдоль длины первого и второго канал 15a и 15b текучей среды.

В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения нижняя панель 20 может иметь форму перфорированной панели, или нижняя панель 20 может содержать перфорации на некоторых интервалах, обеспечивающие жидкости достижение первой донной пластины 9.

Для поддержания движения по окружности текучей среды, достигающей первой области 12a сепарации жидкости и второй области 12b сепарации жидкости, первая и вторая области 12a и 12b сепарации жидкости являются по существу цилиндрическими.

Соответственно, первый циклон реализован от впуска 2, вдоль впускного канала 18 и первого и второго канала 15a и 15b. Движение по окружности текучей среды продолжается в первой и второй области 12a и 12b сепарации жидкости, до входа текучей среды по меньшей мере в один циклон 16.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна круглая стенка 14a или 14b, имеет длину, составляющую по меньшей мере 50% от длины внешнего контура первой пластины 13a или 13b.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения каждая из круглых стенок 14a и 14b имеет длину, составляющую по меньшей мере 50% от длины внешнего контура каждой из соответствующей первой пластины 13a и 13b.

Благодаря увеличению длины круглых стенок 14a и 14b, первый канал 15a текучей среды и второй канал 15b текучей среды делаются длиннее, что заставляет текучую среду следовать более длинным путем через первый и второй каналы 15a и 15b текучей среды и увеличивает количество экстрагированной жидкости до достижения первой области 12a сепарации жидкости и второй области 12b сепарации жидкости, соответственно.

Длину круглых стенок 14a и 14b можно дополнительно увеличить. Как показано на фиг. 3, если прочертить ось OO’ и OO”, длину круглых стенок 14a и 14b можно выбрать на любой точке между осями OO’ и OO”.

Предпочтительно, но без ограничения этим, длина круглых стенок 14a и 14b выбирается такой, что круглые стенки 14a и 14b заканчиваются в окрестности виртуальной оси OO’.

Поскольку длина круглых стенок 14a и 14b увеличена, текучая среда, проходящая через первый и второй канал 15a и 15b должна дольше сохранять движение текучей среды вниз и по окружности, что заставляет такую текучую среду терять больше частиц жидкости до достижения впуска по меньшей мере одного циклона 16. Кроме того, движение по окружности должно также сохраняться в первой области 12a сепарации жидкости и второй области 12b сепарации жидкости до достижения текучей средой впуска по меньшей мере одного циклона 16.

Испытания показали, что к времени достижения текучей средой первой площади 12a сепарации жидкости и второй площади 12b сепарации жидкости, соответственно, большая часть текучей среды, захваченной в них, должна располагаться ниже уровня первой пластины, 13a и 13b соответственно, указанное означает, что количество частиц жидкости, достигающих по меньшей мере одного циклона 16 значительно меньше, чем при сравнении с существующими устройствами.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения круглые стенки 14a и 14b могут иметь постоянную высоту по своей длине, такая высота является расстоянием между каждой первой пластиной 13a и 13b, соответственно, и разделительной пластиной 22.

Поскольку пространство, образованное между нижней панелью 20 и разделительной пластиной 22, может быть больше пространства, образованного каждой первой пластиной 13a и 13b и разделительной пластиной 22, высоту круглых стенок определяет расстояние между нижней панелью 20 и разделительной пластиной 22, так что впускной канал 18 должен быть образован по меньшей мере цилиндрическими стенками 14a и 14b, верхней панелью 19 и нижней панелью 20.

Поэтому высота круглой стенки 14a и 14b по завершении впускного канала 18 может быть постоянной и равной расстоянию между нижней панелью 20 и разделительной пластиной на месте, где впускной канал 18 завершен, и поэтому, где нижняя панель 20 находится на своей низшей точке.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения каждая из круглых стенок 14a и 14b может сохранять на минимальном расстоянии высоту равную расстоянию между нижней панелью 20 и разделительной пластиной 22, на низшей точке нижней панели 20 и затем такая высота должна предпочтительно постепенно уменьшаться до достижения уровня каждой из первых пластин 13a и 13b, соответственно.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения как проиллюстрировано на фиг 5, высота каждой из круглых стенок 14a и 14b может уменьшаться постепенно от места, где впускной канал 18 завершен и до достижения уровня каждой первой пластины 13a и 13b соответственно, или до достижения места или окрестности места, где виртуальная ось OO’ образована на первой пластине 13a и 13b. После достижения места или окрестности места, образованного виртуальной осью OO’, круглые стенки 14a и 14b обрезаны и проходят перпендикулярно или приблизительно перпендикулярно на первую пластину 13a или 13b, соответственно. Перпендикулярно или приблизительно перпендикулярно, следует понимать, так, что угол 90° (девяносто градусов) или угол приблизительно 90° (девяносто градусов) создается между завершением круглой стенки 14a или 14b и соответствующей первой пластиной 13a или 13b.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения устройство 1 дополнительно содержит вторую емкость 24, содержащую вторую донную пластину 25 и вторую боковую стенку 26, при этом каждая первая пластина 13a и 13b монтируется на вторую боковую стенку 26.

Предпочтительно, впускной канал 18 выступает во вторую емкость 24, пересекая ее через середину.

Кроме того, предпочтительно, впускной канал 18 не имеет прямого сообщения по текучей среде с вторая емкостью 24, впускной канал 18 расположен снаружи второй емкости 24.

Предпочтительно, каждая из первой пластины 13a и 13b содержит множество отверстий, причем каждое из отверстий имеет циклон 16, смонтированный в нем. Число циклонов 16 выбирается согласно вместимости устройства 1, такое число может быть любым выбранным числом между шестью и шестнадцатью. Более предпочтительно каждая из первых пластин 13a и 13b содержит девять, двенадцать или тринадцать отверстий, причем каждое отверстие имеет циклон 16, смонтированный в нем.

Кроме того, предпочтительно, фильтр 17 смонтирован на выпуске каждого из циклонов 16, чтобы текучая среда, покидающая циклон 16, проходила через фильтр 17 перед достижением выпуска 5.

Каждый из циклонов 16 монтируется в отверстии первой пластины 13a и 13b, при этом экстрагируемая в циклонах жидкость падает каплями на вторую донную пластину 25.

Испытания показали, что благодаря принятию такой конфигурации, жидкость, достигающая впусков циклонов 16 имеет очень высокую чистоту, и что приблизительно 95% жидкости, присутствующей в текучей среде, проходящей через впуск 2, сепарируется и собирается на первой донной пластине 9, и достигает очень высокой чистоты на выпуске 5, где приблизительно 98% жидкости должно сепарироваться из текучей среды.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения вторая емкость 24 содержит второе средство 27 экстракции жидкости.

Первое средство 23 экстракции жидкости и второе средство 27 экстракции жидкости можно выбрать из группы, содержащей: клапан одностороннего действия, управляемый вручную или автоматически клапан, шланг, вентиль или трубка, возможно но не обязательно соединенные с всасывающим устройством, или т.п.

Кроме того, следует понимать, что первое средство 23 экстракции жидкости может быть однотипным с вторым средством 27 экстракции жидкости или иметь отличающийся тип.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения каждая из первых пластин 13a и 13b прикрепляется на первую боковую стенку 10, например, и без ограничения этим с помощью: сварки, болтовым соединением или посредством применения дополнительных фиксирующих механизмов.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения каждая из первых пластин 13a и 13b прикрепляется на вторую боковую стенку 26, и вторая боковая стенка 26 дополнительно прикрепляется к первой боковой стенке 10 возможными способами, одинаковыми с упомянутыми для прикрепления первых пластин 13a и 13b к первой боковой стенке.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения создается канал между второй боковой стенкой 26 и первой боковой стенкой 10, при этом жидкость, экстрагируемая из текучей среды, падает каплями, достигающими первой донной пластины 9.

Кроме того, предпочтительно, средство прикрепления первых пластин 13a и 13b реализовано таким, что жидкость может падать каплями в промежутках средства прикрепления и достигать первой донной пластины 9.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения вторая емкость 24 прикрепляется к первой донной пластине 9, прикрепление реализовано напрямую между первой донной пластиной 9 и второй донной пластиной 25, или прикрепление выполняют, применяя, например, стойки между первой донной пластиной 9 и второй донной пластиной 25.

Функционирует устройство 1 настоящего изобретения весьма просто, в следующем порядке.

Текучая среда, проходящая из выпуска 3 сжатого газа компрессора 4 с впрыском жидкости направляется через впуск 2 устройства 1, причем текучая среда содержит газ и частицы жидкости.

Поток текучей среды, входящей через впуск 2, пересекает впускной канал 18, затем разветвляется на два потока с помощью ребра 21, каждый из двух потоков пересекает один из первого или второго канала 15a или 15b текучей среды и достигает первой области 12a сепарации жидкости или второй области 12b сепарации жидкости.

Текучая среда далее достигает второго сепарационного средства, содержащего по меньшей мере циклон 16, и далее, третьего сепарационного средства, содержащего по меньшей мере фильтр 17, смонтированный на выпуске по меньшей мере одного циклона 16.

После прохода по меньшей мере через один фильтр 17 текучая среда направляется через выпуск 4 к сети 6 пользователя.

По меньшей мере вдоль впускного канала 18 текучая среда направляется в движении вниз.

Движение вниз следует понимать, как перемещение в направлении силы тяжести.

Когда текучая среда пересекает впускной канал 18, первый и второй канал 15a и 15b текучей среды, первую область 12a сепарации жидкости и вторую область 12b сепарации жидкости, жидкость, сепарированная из газового потока, собирается на первой донной пластине 9, откуда позже экстрагируется с помощью первого средства 23 экстракции жидкости.

Благодаря форме впускного канала 18, форме круглых стенок 14a и 14b и пластины 21, движение вниз и по окружности придается текучей среде, входящей через впуск 2.

Соответственно, получается синергический эффект: вследствие движения вниз частицы жидкости легче падают к нижней панели 20 и далее к первой донной пластине 9 под действием силы тяжести; и вследствие движения по окружности частицы жидкости выталкиваются под действием центробежной силы к первой боковой стенке 10, где прилипают к ней и далее падают к первой донной пластине 9. Такой синергический эффект увеличивает эффективность сепарации жидкости.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения по меньшей мере одно отверстие обеспечено на первой пластине 13a и 13b для монтажа по меньшей мере одного циклона 16 в нем.

Кроме того, обеспечена вторая емкость 24, причем вторая емкость 24 содержит вторую донную пластину 25, вторую боковую стенку 26 и первую пластину 13a и 13b. Жидкость, падающая каплями из по меньшей мере одного циклона 16, собирают на вторую донную пластину 25.

Поскольку вторая емкость 24 обеспечена второй донной пластиной 25, жидкость, собранная прежде и в первой области 12a сепарации жидкости, а также во второй области 12b сепарации жидкости, отделяется от жидкости, собранной с помощью циклонов, смонтированных на первой пластине 13a и 13b. Как следствие, риск повторного входа собранной жидкости в газовый поток минимизирован, если не исключен.

Кроме того, движение вниз и по окружности поддерживается на большем расстоянии посредством направления потока текучей среды от впуска 2 через первый и второй канал 15a и 15b текучей среды, вдоль по меньшей мере 50% длины внешнего контура соответствующего первой пластины 13a и 13b.

Для увеличения эффективности сепарации жидкости обеспечена разделительная пластина 22 для отделения второго сепарационного средства от третьего сепарационного средства.

В контексте настоящего изобретения следует понимать, что устройство для сепарации жидкости из газового потока и способ сепарации жидкости из газового потока не ограничиваются компрессорами с впрыском жидкости, такие устройство и способ можно реализовать также в вакуумном насосе с впрыском жидкости.

Если устройство 101 применяется в вакуумном насосе 104 с впрыском жидкости, схема системы является весьма сходной со схемой для устройства 1, применяемого в компрессоре 4 с впрыском жидкости.

Устройство 101 содержит впуск 102, соединенный с газовым выпуском 103 вакуумного насоса 104.

Отличия заключаются только в том, что вакуумный насос 104 с впрыском жидкости принимает газ на своем впуске 107 из сети 106 пользователя и что газ, проходящий из выпуска 105 устройства 101 в дальнейшем выпускается в атмосферу или в наружную систему 108, как проиллюстрировано на фиг 7.

В контексте настоящего изобретения следует понимать, что отличающиеся элементы, описанные в настоящем документе, можно применять в любой комбинации без отхода от объема изобретения.

Настоящее изобретение никоим образом не ограничено вариантами осуществления, описанными как пример и показанными на чертежах, газовый фильтр 1 можно реализовать во всевозможных вариантах без отхода от объема изобретения.

Заявленная группа изобретений относится к устройству для сепарации жидкости из газового потока в компрессоре с впрыском жидкости и способу сепарации. Устройство (1) содержит первую емкость (8), содержащую первую донную пластину (9), первую боковую стенку (10), содержащую впуск (2), соединенный по текучей среде с выпуском (3) сжатого газа, и крышку (11), содержащую выпуск (5). Устройство (1) дополнительно содержит первое сепарационное средство, содержащее первую область и вторую область (12a и 12b) сепарации жидкости, сообщающуюся по текучей среде с впуском (2). Каждая из первой и второй областей сепарации жидкости содержит первую пластину (13a, 13b), на которую устанавливается круглая стенка (14a, 14b), при этом создается первый и второй каналы (15a, 15b) текучей среды. Устройство содержит второе сепарационное средство, обеспеченное в каждой из первой и второй областей сепарации жидкости, причем второе сепарационное средство содержит, по меньшей мере, циклон (16). Устройство содержит третье сепарационное средство, содержащее, по меньшей мере, фильтр (17). Фильтр (17) соединен по текучей среде с одним из циклонов (16). Третье сепарационное средство сообщается по текучей среде с выпуском (5). Впускной канал (18) содержит конструкцию по типу ребра (21) для разделения газа, проходящего через впуск (2), на два потока. Впускной канал (18) содержит верхнюю панель (19) и нижнюю панель (20), имеющую один конец, выполненный с возможностью монтажа на первую боковую стенку (10). По меньшей мере, верхняя панель (19) создает уклон, имея высшую точку на первой боковой стенке (10) и низшую точку на противоположном конце. Технический результат: улучшение чистоты выпускаемого газа, уменьшение частоты предупредительного ремонта. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для сепарации жидкости из газового потока в компрессоре (4) с впрыском жидкости, причем упомянутое устройство (1) содержит первую емкость (8), содержащую первую донную пластину (9), первую боковую стенку (10), содержащую впуск (2), соединенный по текучей среде с выпуском (3) сжатого газа, и крышку (11), содержащую выпуск (5), причем устройство (1) дополнительно содержит:

первое сепарационное средство, содержащее первую и вторую области (12a и 12b) сепарации жидкости, причем первая и вторая области (12a, 12b) сепарации жидкости сообщаются по текучей среде с впуском (2), при этом каждая из первой и второй областей (12a, 12b) сепарации жидкости содержит первую пластину (13a, 13b), на которую устанавливается круглая стенка (14a, 14b), при этом создаются первый и второй каналы (15a, 15b) текучей среды между каждой круглой стенкой (14a, 14b) и первой боковой стенкой (10);

второе сепарационное средство, обеспеченное в каждой из первой и второй областей (12a, 12b) сепарации жидкости, причем второе сепарационное средство содержит, по меньшей мере, циклон (16), установленный в нем;

третье сепарационное средство, содержащее, по меньшей мере, фильтр (17), установленный в нем, при этом фильтр (17) соединен по текучей среде с одним из циклонов (16), и при этом третье сепарационное средство сообщается по текучей среде с выпуском (5);

впускной канал (18), сообщающийся по текучей среде с впуском (2), причем впускной канал (18) содержит конструкцию по типу ребра (21) для разделения газа, проходящего через впуск (2), на два потока,

отличающееся тем, что устройство (1) дополнительно содержит упомянутый впускной канал (18), содержащий верхнюю панель (19) и нижнюю панель (20), имеющую один конец, выполненный с возможностью монтажа на первую боковую стенку (10), при этом, по меньшей мере, верхняя панель (19) создает уклон, имея высшую точку на первой боковой стенке (10) и низшую точку на противоположном конце.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ребро (21) выполнено с возможностью монтажа на нижнюю панель (20).

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ребро (21) содержит первую и вторую непрерывные вертикальные конструкции (21a, 21b), соединенные вместе под углом.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что две непрерывные вертикальные конструкции (21a, 21b) имеют форму дуги окружности.

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что каждая из двух непрерывных вертикальных конструкций (21a, 21b) параллельна каждой из круглых стенок (14a, 14b).

6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что круглые стенки (14a, 14b) монтируются на одном конце на первую боковую стенку (10) и на другом конце на первую пластину (13a, 13b).

7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что верхняя панель (19) на своем нижнем конце примыкает к ребру (21).

8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что верхняя панель (19) и нижняя панель (20) параллельны друг другу.

9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что устройство (1) дополнительно содержит разделительную пластину (22) на которую устанавливается фильтр (17).

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что ребро (21) устанавливается на нижнюю панель (20) и на разделительную пластину (22).

11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нижняя панель (20) является непрерывной конструкцией по глубине первой емкости (8).

12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что первая и вторая области (12a, 12b) сепарации жидкости являются практически круглыми.

13. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере одна круглая стенка (14a, 14b) имеет длину, составляющую по меньшей мере 50% от длины внешнего контура соответствующей первой пластины (13a, 13b).

14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что устройство (1) содержит вторую емкость (24), содержащую вторую донную пластину (25) и вторую боковую стенку (26), при этом первая пластина (13a, 13b) установлена на второй боковой стенке (26).

15. Способ сепарации жидкости из газового потока в компрессоре (4) с впрыском жидкости, содержащий этапы на которых

обеспечивают первое сепарационное средство, содержащее первую и вторую области (12a и 12b) сепарации жидкости, причем каждая из первой и второй областей (12a, 12b) сепарации жидкости содержит первую пластину (13a, 13b), на который установлена круглая стенка (14a, 14b), и обеспечивает первый и второй каналы (15a, 15b) для текучей среды между каждой круглой стенкой (14a, 14b) и первой боковой стенкой (10);

обеспечивают второе сепарационное средство в каждой из первой и второй областей (12a, 12b) сепарации жидкости и обеспечивают, по меньшей мере, циклон (16) в ней;

обеспечивают третье сепарационное средство, содержащее, по меньшей мере, фильтр (17), причем фильтр (17) обеспечивают сообщающимся по текучей среде с одним из циклонов (16);

обеспечивают первую емкость (8), содержащую первую и вторую области (12a, 12b) сепарации жидкости, второе сепарационное средство и третье сепарационное средство, причем первая емкость (8) содержит первую боковую стенку (10), содержащую впуск (2), первую донную пластину (9) и крышку (11), содержащую выпуск (5);

обеспечивают конструкцию в виде ребра (21) для разветвления потока текучей среды из впуска (2) через первый и второй каналы (15a, 15b) текучей среды;

направляют текучую среду из первой и второй областей (12a, 12b) сепарации жидкости через второе сепарационное средство, собирают жидкость, падающую каплями из текучей среды на первую донную пластину (9), и дополнительно направляют текучую среду через третье сепарационное средство перед ее направлением через выпуск (5);

отличающийся тем, что способ дополнительно содержит этапы, на которых

обеспечивают впускной канал (18), содержащий верхнюю панель (19) и нижнюю панель (20), и направляют текучую среду, проходящую через впускной канал (18), в движении вниз и дополнительно разветвляют ее на два потока через первый и второй каналы (15a, 15b) для текучей среды с помощью ребра (21).

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что ребро (21) устанавливается на нижнюю панель (20).

17. Способ по п. 15 или 16, в котором дополнительно обеспечивают по меньшей мере одно отверстие на первой пластине (13a, 13b) для монтажа по меньшей мере одного циклона (16) в нем.

18. Способ по любому из пп. 15–17, в котором дополнительно обеспечивают вторую емкость (24), содержащую вторую донную пластину (25), вторую боковую стенку (26) и первую пластину (13a, 13b) и собирают жидкость, падающую каплями из по меньшей мере одного циклона (16), на вторую донную пластину (25).

19. Способ по любому из пп. 15–18, в котором дополнительно направляют текучую среду, проходящую из впуска (2), через первый и второй каналы (15a, 15b) для текучей среды вдоль по меньшей мере 50% длины внешнего контура соответствующей первой пластины (13a, 13b).

20. Способ по любому из пп. 15–19, в котором дополнительно отделяют второе сепарационное средство от третьего сепарационного средства, обеспечивая разделительную пластину (22) между ними.

21. Устройство для сепарации жидкости из газового потока в вакуумном насосе (104) с впрыском жидкости, указанное устройство (101) содержит первую донную пластину, первую боковую стенку, содержащую впуск (102), соединенный по текучей среде с выпуском (103) вакуумного насоса (104), и крышку, содержащую выпуск (105), причем устройство (101) дополнительно содержит:

первое сепарационное средство, содержащее первую и вторую области сепарации жидкости, причем первая и вторая области сепарации жидкости сообщаются по текучей среде с впуском (102), при этом каждая из первой и второй областей сепарации жидкости содержит первую пластину, на которую установлена круглая стенка, при этом создается первый и второй каналы для текучей среды между каждой круглой стенкой и первой боковой стенкой;

второе сепарационное средство, обеспеченное в каждой из первой и второй областей сепарации жидкости, второе сепарационное средство содержит, по меньшей мере, циклон, установленный в нем;

третье сепарационное средство, содержащее, по меньшей мере, фильтр, установленный в нем, при этом фильтр соединен по текучей среде с одним из циклонов, и при этом третье сепарационное средство сообщается по текучей среде с выпуском (105);

впускной канал сообщается по текучей среде с впуском (102), причем впускной канал содержит конструкцию в виде ребра для разделения газа, проходящего через впуск (102), на два потока,

отличающееся тем, что устройство (101) дополнительно содержит:

упомянутый впускной канал, содержащий верхнюю панель и нижнюю панель, имеющую один конец, выполненный с возможностью монтажа на первую боковую стенку, при этом, по меньшей мере, верхняя панель создает уклон, имея высшую точку на первой боковой стенке и низшую точку на противоположном конце.