Центробежный сепаратор Российский патент 2021 года по МПК F28F3/00 

Изобретение относится к области очистки газа, в том числе и пара, от жидкости и механических примесей и может быть использовано в энергетике, газовой, нефтяной, химической отраслях промышленности.

Известен (SU, авторское свидетельство 1655539, опубл. 15.06.1991) центробежный сепаратор. Сепаратор содержит корпус с крышкой, тангенциальный входной патрубок в верхней части корпуса, выходной патрубок, размещенный в центре крышки, установленный соосно корпусу и прикрепленный в крышке полый направляющий аппарат с винтовой нарезкой по наружному диаметру, сливной патрубок, кроме того, о дополнительно снабжен расположенной коаксиально между корпусом и направляющим аппаратом втулкой, образующей с направляющим аппаратом винтовой канал, винтовая нарезка выполнена на нижней части направляющего аппарата, внутренняя полость которого в нижней и верхней частях выполнена сужающейся по ходу очищенного потока, при этом входной патрубок выполнен сужающимся по ходу движения потока и размещен против верхней части направляющего аппарата.

Основным недостатком известного сепаратора следует признать его сложность.

Известен (RU, патент 2147913, опубл. 27.04.2000) центробежный сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальным устройством подачи очищаемого газожидкостного потока и патрубком отвода жидкости, центральную газоотводящую трубу, отсекатель-тарелку с отверстием и отражатель, установленный по оси сепаратора, над отсекателем-тарелкой с зазором.

Известный центробежный сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостную смесь вводят в корпус центробежного сепаратора через тангенциальное устройство подачи очищаемого газожидкостного потока. Поток газожидкостной смеси, попадая в корпус центробежного сепаратора, приобретает вращательное движение. Капли жидкости отбрасываются на стенку корпуса и стекают по ней в виде пленки через зазор между отсекателем и корпусом центробежного сепаратора под отсекатель и отводятся через патрубок отвода жидкости. Газ, который попадает под отсекатель, отводит через осевое отверстие отсекателя. Газ, выходя в отверстие, захватывает мельчайшие капли жидкости, которые отражаются по направлению к стенке корпуса с использованием отражателя, установленного над осевым отверстием отсекателя с зазором по отношению к ней. Отраженные к стенке корпуса газ и капли жидкости соединяются с основным вращающимся потоком неочищенного газа, где за счет действия центробежных сил происходит повторная сепарация газа отсоса. Очищенный таким образом газ отводят через центральную газоотводящую трубу, а отделенная жидкость под действием центробежных сил вновь оказывается на стенке корпуса, по которой стекает под отсекатель. Таким образом, с использованием отражателя происходит вторичная сепарация жидкости, уносимой газом отсоса, который попадает под отсекатель.

Недостатками известного газожидкостного сепаратора следует признать недостаточную эффективность и производительность за счет достаточно высокого уноса жидкости.

Известен также (RU, патент 2452267, опубл. 27.06.2012) центробежный сепаратор разработанной конструкции, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальное устройство подачи очищаемого потока, центральную газоотводящую трубу, патрубок отвода жидкости, отсекающую тарелку с осевым отверстием, расположенную в нижней части корпуса, и отражатель, установленный над осевым отверстием отсекающей тарелки с зазором по отношению к ней, причем отражатель и отсекающая тарелка выполнены в виде шаровых сегментов, обращенных плоскостью сечения вниз.

Недостатком известного центробежного сепаратора следует признать неполное отделение капель жидкости от газовой среды.

Указанное решение использовано в качестве ближайшего аналога.

Техническая проблема, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в оптимизации конструкции газожидкостного сепаратора.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в повышении эффективности сепарации за счет снижения уноса жидкости.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать центробежный сепаратор разработанной конструкции. Центробежный сепаратор разработанной конструкции содержит вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальное устройство подачи очищаемого потока, центральную газоотводящую трубу, патрубок отвода жидкости, отсекающую тарелку с осевым отверстием, расположенную в нижней части корпуса с зазором между корпусом и торцевой поверхностью отсекающей тарелки, и отражатель, установленный над осевым отверстием отсекающей тарелки и с зазором по отношению к ней, причем отражатель и выполнен в виде шарового сегмента, обращенного плоскостью сечения вниз. При этом он дополнительно содержит второй отражатель, также выполненный в виде шарового сегмента, диаметр второго отражателя превышает диаметр первого отражателя, причем второй отражатель расположен между первым отражателем и отсекающей тарелкой, которая выполнена плоской и содержит отверстие в центре, второй отражатель также содержит отверстие, расположенное над отверстием в отсекающей тарелке, при этом первый отражатель расположен над отверстием во втором отражателе с перекрытием его.

Предпочтительно, чтобы диаметр первого отражателя составлял от 0,3 до 0,4 диаметра корпуса, при этом первый отражатель отстоит от поверхности тарелки на расстояние от 0,2 до 0,3 диаметра корпуса. Предпочтительно первый отражатель выполнен как часть сфер. Эта конструкция значительно уменьшает сопротивление газожидкостному потоку и, в свою очередь, является отбойником для жидкости, направляя ее на стенки. Кроме того, на поверхностях частей сфер могут находиться закручивающие поток лопатки (направляющие) для увеличения сепарации жидкости от газа. На чертеже изображен центробежный сепаратор. Центробежный сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с тангенциальным устройством подачи очищаемого газожидкостного потока 2 и патрубком отвода жидкости 3, центральную газоотводящую трубу 4, отсекающую тарелку 5 с отверстием 6 и первый отражатель 7, установленный по оси сепаратора, над отсекающей тарелкой 5 с зазором, между первым отражателем 7 и отсекающей тарелкой 5 установлен второй отражатель 8.

Центробежный сепаратор работает следующим образом. Газожидкостную смесь вводят в корпус 1 центробежного сепаратора через тангенциальное устройство подачи очищаемого газожидкостного потока 2. Поток газожидкостной смеси, попадая в корпус центробежного сепаратора, приобретает вращательное движение. Капли жидкости отбрасываются на стенку корпуса 1, стекают по ней в виде пленки через зазор между отсекающей тарелкой 5 и корпусом 1 центробежного сепаратора под отсекающую тарелку 5 и отводятся через патрубок отвода жидкости 3. Газ (газ отсоса), который попадает под отсекающую тарелку 5, отводится через осевое отверстие 6 отсекающей тарелки 5. Газ, выходя в отверстие 6, захватывает мельчайшие капли жидкости, которые отражаются по направлению к стенке корпуса 1 с использованием отражателя 7, установленного над осевым отверстием 6 отсекающей тарелки 5 с зазором по отношению к ней. Отраженные к стенке корпуса газ и капли жидкости соединяются с основным вращающимся потоком неочищенного газа, где за счет действия центробежных сил происходит повторная сепарация газа отсоса. Очищенный таким образом газ отводится через центральную газоотводящую трубу 4, а отделенная жидкость под действием центробежных сил вновь оказывается на стенке корпуса 1, по которой стекает под отсекающую тарелку 5. Таким образом, с использованием отражателя 7 происходит вторичная сепарация жидкости, уносимой газом отсоса, который попадает под отсекающую тарелку 5. Первый отражатель 7 собирает микрокапли, прошедшие через отверстие во втором отражателе 8.

Изобретение относится к области очистки газа, в том числе и пара, от жидкости и механических примесей. Центробежный сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальное устройство подачи очищаемого потока, центральную газоотводящую трубу, патрубок отвода жидкости, отсекающую тарелку с осевым отверстием, расположенную в нижней части корпуса с зазором между корпусом и торцевой поверхностью отсекающей тарелки. Первый отражатель установлен над осевым отверстием отсекающей тарелки с зазором по отношению к ней. Указанный отражатель выполнен в виде шарового сегмента, обращенного плоскостью сечения вниз. Сепаратор содержит второй отражатель, выполненный в виде шарового сегмента. Диаметр второго отражателя превышает диаметр первого отражателя. Второй отражатель расположен между первым отражателем и отсекающей тарелкой, которая выполнена плоской и содержит отверстие в центре. Второй отражатель содержит отверстие, расположенное над отверстием в отсекающей тарелке. Первый отражатель расположен над отверстием во втором отражателе с перекрытием его. Технический результат - повышение эффективности сепарации за счет снижения уноса жидкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Центробежный сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальное устройство подачи очищаемого потока, центральную газоотводящую трубу, патрубок отвода жидкости, отсекающую тарелку с осевым отверстием, расположенную в нижней части корпуса с зазором между корпусом и торцевой поверхностью отсекающей тарелки, и первый отражатель, установленный над осевым отверстием отсекающей тарелки и с зазором по отношению к ней, причем отражатель выполнен в виде шарового сегмента, обращенного плоскостью сечения вниз, отличающийся тем, что сепаратор дополнительно содержит второй отражатель, также выполненный в виде шарового сегмента, диаметр второго отражателя превышает диаметр первого отражателя, причем второй отражатель расположен между первым отражателем и отсекающей тарелкой, которая выполнена плоской и содержит отверстие в центре, второй отражатель также содержит отверстие, расположенное над отверстием в отсекающей тарелке, при этом первый отражатель расположен над отверстием во втором отражателе с перекрытием его.

2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что диаметр первого отражателя составляет от 0,3 до 0,4 диаметра корпуса.

3. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что первый отражатель отстоит от поверхности отсекающей тарелки на расстояние от 0,2 до 0,3 диаметра корпуса.