СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ПОТОКА МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ Российский патент 2023 года по МПК B01D45/12 F15D1/02 

Описание патента на изобретение RU2796853C1

Изобретение относится к способам низкотемпературной обработки многокомпонентной среды, и может быть использовано в процессе подготовки природного газа к использованию в нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Известен способ разделения газовых смесей, содержащих водяные пары, в котором входной газ расширяют во вращающемся потоке в канале циклонного сепаратора с получением на выходе из канала циклонного сепаратора потока, не содержащего гидратов, и потока, обогащенного водой или гидратами, отличающийся тем, что в процессе расширения часть газа, движущуюся возле стенок канала, подогревают, подогрев проводят таким образом, чтобы температура внутренних поверхностей канала циклонного сепаратора была всюду выше температуры гидратообразования, при этом степень расширения потока в циклонном сепараторе поддерживают такой, что Рвх/Роч>1,01 (где Рвх - полное давление входного газа; Роч - полное давление потока на выходе из канала циклонного сепаратора). В варианте исполнения перед расширением или в процессе расширения в газ добавляют ингибитор гидратообразования (Патент RU 2458298, МПК F25J 3/08, 2011).

Недостатками известного способа являются низкая эффективность подогрева потока, обусловленная высокими потерями в окружающую среду, осуществление подогрева лишь периферийной области, что может приводить к возникновению гидратообразования в приосевой области потока, необходимость в высокой степени закрутки потока многокомпонентной среды в конфузорном участке соплового канала до обеспечения значений центробежного ускорения в потоке во время прохождения им сопла с целью предупреждения уноса капель сконденсировавшейся жидкой фазы с основным потоком газа и достижения каплями стенок диффузорного участка, низкая эффективность отвода жидкой фракции к периферийным областям диффузорного участка.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип, относится способ сепарации потока многокомпонентной среды, заключающийся в подаче потока многокомпонентной среды в устройство, содержащее сопловой канал с конфузорным и диффузорным участками и расположенным между ними критическим сечением, устройство закручивания упомянутого потока, установленное в указанном канале, узел отбора капель и/или твердых частиц, установленный в выходной части диффузорного участка, при этом устройство для закручивания потока многокомпонентной среды выполняют в виде профилированного тела вращения, торцы которого соединяют с основаниями входного и выходного конусов, причем наружную поверхность упомянутого тела вращения, предпочтительно, выполняют эквидистантной внутренней поверхности диффузорного участка соплового канала, при этом на поверхности указанного тела вращения размещают профилированные лопатки с образованием каналов между ними, преимущественно спиралевидных, причем между концевой частью упомянутых лопаток и внутренней поверхностью диффузорного участка соплового канала обеспечивают кольцевой зазор, а в концевой части каналов выполняют профилированный зазор, при этом устройство закручивания потока многокомпонентной среды устанавливают коаксиально в диффузорном участке соплового канала с возможностью радиального вращения вокруг своей продольной оси и соединяют с электрогенератором, причем входной конус устройства для закручивания потока многокомпонентной среды располагают на расстоянии от критического сечения, при котором обеспечивается значение скорости потока многокомпонентной среды выше скорости звука, при этом в выходной части диффузорного участка соплового канала закрепляют полый конус с образованием кольцевой полости у внутренней поверхности диффузорного участка соплового канала, причем упомянутую полость соединяют с полостью узла отбора капель и/или твердых частиц, при этом при сепарации поток многокомпонентной среды под действием входного давления подают в сопловой канал, где потоку придают ускорение путем пропускания через конфузорный участок, после чего поток многокомпонентной среды пропускают через критическое сечение соплового канала, в котором обеспечивают увеличение скорости потока многокомпонентной среды до звуковых значений в данной среде, после чего поток многокомпонентной среды подают в диффузорный участок соплового канала, в котором обеспечивают значение скорости упомянутого потока выше скорости звука в данной среде, при этом в упомянутом потоке снижают статическое давление до минимальных значений, а статическую температуру - до значений ниже температуры точки росы, и обеспечивают конденсацию в дисперсном многокомпонентном газовом потоке жидкой фракции пропана, бутана и более тяжелых углеводородов С5+ в виде капель жидкости, после чего многокомпонентный газовый поток, имеющий сверхзвуковую скорость, подают на входной конус устройства закручивания потока, обеспечивая равномерность, сглаживание пульсаций, снижение газодинамического сопротивления движению и предотвращение отрыва упомянутого потока, который затем тангенциально закручивают и производят его расширение, при этом устройство закручивания потока многокомпонентной среды приводят в радиальное вращение вокруг своей продольной оси под действием возникающих реактивных сил, причем крутящий момент от устройства закручивания потока многокомпонентной среды передают электрогенератору для выработки электроэнергии, после чего направляют жидкую фракцию тяжелых углеводородов в пристеночный слой на периферии диффузорного участка соплового канала под действием центробежной силы, а затем - в кольцевую полость с частью газа и далее - в полость узла отбора капель и/или твердых частиц, при этом основной отсепарированный газовый поток направляют к поверхности выходного конуса устройства закручивания потока, обеспечивая равномерность и снижение газодинамического сопротивления движению упомянутого потока, а затем - внутрь полого конуса, откуда его отбирают для дальнейшего использования (Патент RU 2773182, заявка №2021138614, МПК F25J 3/06, 2022 - прототип).

Недостатками известного способа являются невозможность обеспечения безотрывного течения газа и формирования устойчивой пленки конденсата в периферийной пристеночной области диффузорного участка, снижение эффективности сепарации и попутной генерации электроэнергии в условиях резкого охлаждения потока многокомпонентной среды с последующими процессами гидратообразования и льдообразования, которые могут приводить к дисбалансу устройства закручивания многокомпонентной среды и перекрытию проточной части соплового канала.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании способа сепарации потока многокомпонентной среды, в котором отсутствуют указанные недостатки, и при применении которого исключается льдообразование в газовом потоке и на стенках проточной части, минимизируется возможность возникновения процесса гидратообразования, а также обеспечивается безотрывное течение газа и формирование устойчивой пленки конденсата в периферийной пристеночной области диффузорного участка.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенном способе сепарации потока многокомпонентной среды, заключающемся в подаче потока многокомпонентной среды в устройство, содержащем сопловой канал с конфузорным и диффузорным участками, и расположенным между ними критическим сечением, установленное в указанном канале устройство закручивания потока, которое выполняют в виде профилированного тела вращения, торцы которого соединяют с основаниями входного и выходного конусов, причем наружную поверхность упомянутого тела вращения выполняют эквидистантной внутренней поверхности диффузорного участка соплового канала, при этом на поверхности указанного тела вращения выполняют профилированные лопатки с образованием каналов между ними, причем в концевой части каналов обеспечивают профилированный зазор, при этом устройство закручивания потока многокомпонентной среды устанавливают коаксиально в диффузорном участке соплового канала, узел отбора капель и/или твердых частиц, установленный в выходной части диффузорного участка, при этом в выходной части диффузорного участка соплового канала закрепляют полый конус с образованием кольцевой полости у внутренней поверхности диффузорного участка соплового канала, причем упомянутую полость соединяют с полостью узла отбора капель и/или твердых частиц, при этом при сепарации поток многокомпонентной среды под действием входного давления подают в сопловой канал, где потоку придают ускорение путем пропускания через конфузорный участок, после чего поток многокомпонентной среды пропускают через критическое сечение соплового канала, в котором обеспечивают увеличение скорости потока многокомпонентной среды до звуковых значений в данной среде, затем поток многокомпонентной среды подают в диффузорный участок соплового канала, в котором обеспечивают значение скорости упомянутого потока выше скорости звука в данной среде со снижением его статического давления до минимальных значений, а статической температуры - до значений ниже температуры точки росы, и обеспечивают конденсацию в дисперсном многокомпонентном газовом потоке жидкой фракции тяжелых углеводородов в виде капель жидкости, после чего сверхзвуковой многокомпонентный газовый поток подают на устройство закручивания потока, тангенциально закручивают и производят его расширение, при этом устройство закручивания потока приводят в радиальное вращение вокруг своей продольной оси под действием возникающих реактивных сил, причем крутящий момент от устройства закручивания потока передают электрогенератору, после чего направляют жидкую фракцию тяжелых углеводородов в пристеночный слой на периферии диффузорного участка соплового канала под действием центробежной силы, а затем - в кольцевую полость с частью газа и далее - в полость узла отбора капель и/или твердых частиц, при этом основной отсепарированный газовый поток направляют к поверхности выходного конуса устройства закручивания потока, а затем - внутрь полого конуса, откуда его отбирают для дальнейшего использования, согласно изобретению, указанное устройство закручивания потока устанавливают на валу, размещенном в подшипниковом узле, и образуют ротор, соединенный с электрогенератором, при этом диффузорный участок соплового канала выполняют состоящим из двух профилированных частей, имеющих разные углы раствора проточной части, с переходом от меньшего угла раствора первой части к большему углу раствора второй части и с образованием излома внутреннего профиля в точке перехода профилей, причем устройство закручивания потока и полый конус последовательно устанавливают на выходе из второй части диффузорного участка с большим углом раствора, при этом внутри упомянутого полого конуса выполняют конфузорно-диффузорный переход, а в поперечном сечении ротора выполняют профилированные каналы, в которых устанавливают электрические нагревательные элементы для нагрева стенки устройства закручивания потока при сепарации.

В варианте применения способа, устройство закручивания потока выполняют в виде части полого ротора, внутри которого устанавливают электрический обогреватель, предпочтительно, инфракрасный, при этом при сепарации организуют подачу электроэнергии к электрическому обогревателю от электрогенератора и/или внешнего источника.

В варианте применения способа, устройство закручивания потока выполняют в виде части полого ротора, который оснащают токосъемником, связанным с электрогенератором и/или внешним источником электроэнергии, причем внутри полого ротора устанавливают электрический обогреватель, предпочтительно, инфракрасный, который соединяют с упомянутым токосъемником, а при сепарации организуют подачу электроэнергии от электрогенератора и/или внешнего источника к токосъемнику, от которого передают электроэнергию электрическому обогревателю.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где: на фиг. 1 показан продольный разрез устройства для реализации предложенного способа с электрическими нагревательными элементами в профилированных каналах устройства закручивания потока; на фиг. 2 показан выносной элемент А - разрез ротора, в поперечном сечении которого выполнены профилированные каналы, в которых установлены электрические нагревательные элементы; на фиг. 3 изображен продольный разрез устройства для реализации предложенного способа с электрическим нагревателем; на фиг. 4 показан выносной элемент Б - разрез полого ротора, в котором установлен электрический нагреватель; на фиг. 5 изображен продольный разрез устройства для реализации предложенного способа с электрическим нагревателем и токосъемником.

Предложенный способ сепарации может быть реализован при помощи устройства, имеющего следующую конструкцию.

Устройство для сепарации многокомпонентной среды содержит сопловой канал 1 с конфузорным 2 и диффузорным 3 участками, и расположенным между ними критическим сечением 4. Диффузорный участок 3 выполнен состоящим из двух профилированных частей, имеющих разные углы раствора проточной части, с переходом от меньшего угла раствора первой части к большему углу раствора второй части и с образованием излома внутреннего профиля в точке перехода профилей. Во второй части диффузорного участка 3 коаксиально и последовательно установлены устройство 5 закручивания потока и полый конус 6, внутри которого выполнен конфузорно-диффузорный переход 7. Между внутренней поверхностью диффузорного участка 3 и наружной поверхностью упомянутого полого конуса 6 образована кольцевая полость 8 для прохода жидкой фракции углеводородов. Устройство 5 закручивания потока выполнено в виде профилированного тела вращения, наружная поверхность которого, предпочтительно, эквидистантна внутренней поверхности диффузорного участка 3 соплового канала. Торцы профилированного тела вращения соединены с основаниями входного 9 и выходного 10 конусов. На поверхности упомянутого профилированного тела вращения выполнены профилированные лопатки 11, между которыми образованы каналы 12 для прохода потока многокомпонентной среды, преимущественно спиралевидные. Устройство 5 закручивания потока размещено на валу 14, установленном в подшипниковом узле 15, и вместе с ним образуют ротор (показан, но не обозначен) с возможностью радиального вращения, связанный с электрогенератором 13. Ротор также содержит токосъемник 16. В сечении упомянутого ротора выполнены один или несколько сообщающихся профилированных каналов 17, в которых установлены электрические нагревательные элементы 18. При этом электрические нагревательные элементы 18 связаны с токосъемником 16, который связан с электрогенератором 13 и/или внешним источником 20 электроэнергии.

В варианте исполнения (фиг. 3, фиг. 4) устройство 5 закручивания потока выполнено полым и является частью полого ротора, при этом внутри упомянутого полого ротора установлен электрический обогреватель 19, предпочтительно, инфракрасный, который связан с электрогенератором 13 и/или внешним источником 20 электроэнергии.

В варианте исполнения (фиг. 5) устройство 5 закручивания потока выполнено полым в виде части полого ротора, при этом внутри полого ротора установлен электрический обогреватель 19, предпочтительно, инфракрасный. Ротор также содержит токосъемник 16. Электрический обогреватель 19 связан с токосъемником 16, который связан с электрогенератором 13 и/или внешним источником 20 электроэнергии.

Предложенный способ сепарации может быть реализован при помощи указанного устройства следующим образом.

Поток многокомпонентной среды (газовой или газожидкостной смеси) под действием входного давления направляют в сопловой канал 1 предложенного устройства, а далее через конфузорный участок 2, в котором увеличивают скорость упомянутого потока, затем поток многокомпонентной среды пропускают через критическое сечение 4 и подают в диффузорный участок 3. В критическом сечении 4 скорость потока многокомпонентной среды увеличивают до звуковых значений в данной среде, а в диффузорном участке 3 достигают значения скорости упомянутого потока выше скорости звука в данной среде, при этом резко снижают статическое давление потока, одновременно резко снижают статическую температуру до значений ниже температуры точки росы, в связи с чем организуют конденсацию жидкой фракции пропана, бутана и более тяжелых углеводородов С5+ в виде капель жидкости, а также обеспечивают расширение потока. Затем поток многокомпонентной среды направляют на устройство 5 закручивания потока, которое имеет форму профилированного тела вращения, торцы которого соединены с основаниями входного 9 и выходного 10 конусов с целью снижения газодинамического сопротивления движению, предотвращения отрыва упомянутого потока, а также снижения его неравномерности. При этом равномерно распределяют сверхзвуковой поток многокомпонентной среды по каналам 12, образованным между профилированными лопатками 11, одновременно с этим организуют расширение и завихрение упомянутого потока с более высокой периферийной пристеночной плотностью, окружной скоростью и радиальным градиентом давления, по сравнению с аналогичными параметрами в приосевой области. По мере выхода потока многокомпонентной среды из профилированного зазора в концевой части каналов 12 возникает реактивная сила, под действием которой устройство 5 закручивания потока, являющееся частью ротора 14, приводят во вращение, тем самым часть кинетической энергии потока многокомпонентной среды преобразуют в механическую работу. Крутящий момент с ротора 14 передают электрогенератору 13 для выработки электроэнергии. Отделенную жидкую фракцию тяжелых углеводородов подают в пристеночный периферийный слой диффузорного участка 3 под действием центробежной силы, а затем - в кольцевую полость 8 и далее направляют в полость узла отбора капель и/или твердых частиц (на изображениях не показана). Основной отсепарированный газовый поток из диффузорного участка 3 подают в конфузорно-диффузорный переход 7 полого конуса 6, после чего отбирают для дальнейшего использования.

С целью предупреждения возможного льдообразования на поверхности вращающегося устройства 5 закручивания потока (фиг. 1, фиг. 2), организуют работу электрических нагревательных элементов 18, установленных в профилированных каналах 17. При этом осуществляют нагрев стенки устройства 5 закручивания потока и, тем самым, создают на поверхности упомянутого устройства закручивания устойчивую жидкостную пленку, с помощью которой исключают возможность льдообразования при резком снижении температуры потока многокомпонентной среды. Подачу электрической энергии к упомянутым нагревательным элементам 18 реализуют при помощи токосъемника 16, на который электроэнергию подают от электрогенератора 13 и/или от внешнего источника 20.

В варианте выполнения (фиг. 3, фиг. 4) нагрев стенки устройства 5 закручивания потока осуществляют при помощи установленного в роторе 14 электрического обогревателя 19, предпочтительно, инфракрасного. Подачу электроэнергии на упомянутый обогреватель 19 организуют от электрогенератора 13 и/или от внешнего источника 20.

В варианте выполнения (фиг. 5) нагрев стенки устройства 5 закручивания потока осуществляют при помощи установленного в роторе 14 электрического обогревателя 19, предпочтительно, инфракрасного. Подачу электрической энергии к упомянутому обогревателю 19 организуют при помощи токосъемника 16, на который электроэнергию подают от электрогенератора 13 и/или от внешнего источника 20.

Использование предложенного способа сепарации потока многокомпонентной среды в нефтегазовой отрасли промышленности с целью отделения жидкой фракции углеводородных газов, а также более тяжелых углеводородов С5+ позволит исключить процессы гидрато- и льдообразования при подготовке природного газа, обеспечить гарантированное отсутствие ледяных пробок и отложений в проточной части устройства для сепарации, обеспечить безотрывное течение газа, формирование устойчивой пленки конденсата в периферийной пристеночной области диффузорного участка, а также повысить эффективность процесса улавливания сконденсировавшихся компонентов при сверхзвуковых скоростях газового потока.

Похожие патенты RU2796853C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2022
  • Лачугин Иван Георгиевич
  • Шевцов Александр Петрович
  • Хохлов Владимир Юрьевич
  • Ильичев Виталий Александрович
  • Базыкин Денис Александрович
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Пупынин Андрей Владимирович
RU2800023C1
СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ПОТОКА МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2022
  • Лачугин Иван Георгиевич
  • Шевцов Александр Петрович
  • Хохлов Владимир Юрьевич
  • Ильичев Виталий Александрович
  • Базыкин Денис Александрович
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Пупынин Андрей Владимирович
RU2796850C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ (ВАРИАНТЫ) 2021
  • Лачугин Иван Георгиевич
  • Шевцов Александр Петрович
  • Хохлов Владимир Юрьевич
  • Ильичев Виталий Александрович
  • Базыкин Денис Александрович
  • Пупынин Андрей Владимирович
RU2782072C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2022
  • Лачугин Иван Георгиевич
  • Шевцов Александр Петрович
  • Хохлов Владимир Юрьевич
  • Ильичев Виталий Александрович
  • Базыкин Денис Александрович
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Пупынин Андрей Владимирович
RU2796844C1
СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ПОТОКА МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ (ВАРИАНТЫ) 2021
  • Лачугин Иван Георгиевич
  • Шевцов Александр Петрович
  • Хохлов Владимир Юрьевич
  • Ильичев Виталий Александрович
  • Базыкин Денис Александрович
  • Пупынин Андрей Владимирович
RU2773182C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2020
  • Шевцов Александр Петрович
  • Гриценко Владимир Дмитриевич
  • Пупынин Андрей Владимирович
  • Орехов Евгений Александрович
  • Слугин Павел Петрович
RU2731448C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2020
  • Шевцов Александр Петрович
  • Гриценко Владимир Дмитриевич
  • Пупынин Андрей Владимирович
  • Орехов Евгений Александрович
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2738516C1
СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ПОТОКА МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2022
  • Лачугин Иван Георгиевич
  • Шевцов Александр Петрович
  • Слугин Павел Петрович
  • Хохлов Владимир Юрьевич
  • Ильичев Виталий Александрович
  • Базыкин Денис Александрович
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Пупынин Андрей Владимирович
RU2790121C1
СПОСОБ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2020
  • Шевцов Александр Петрович
  • Гриценко Владимир Дмитриевич
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Чагин Сергей Борисович
  • Слугин Павел Петрович
RU2736135C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ ПОТОКА МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2022
  • Лачугин Иван Георгиевич
  • Шевцов Александр Петрович
  • Хохлов Владимир Юрьевич
  • Ильичев Виталий Александрович
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Базыкин Денис Александрович
  • Пупынин Андрей Владимирович
RU2799746C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 796 853 C1

Реферат патента 2023 года СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ПОТОКА МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к способам низкотемпературной обработки многокомпонентной среды и может быть использовано в процессе подготовки природного газа к использованию, например, в нефтегазовой промышленности. Способ сепарации потока включает увеличение его скорости до звуковых значений, подачу его в диффузорный участок, где обеспечивают значение скорости выше скорости звука. После конденсации жидкой углеводородной фракции поток подают на устройство закручивания потока, которое установлено на валу, размещенном в подшипниковом узле, с образованием ротора, связанного с электрогенератором. Диффузорный участок соплового канала выполняют состоящим из двух профилированных частей, с переходом от меньшего угла раствора первой части к большему углу раствора второй части. Устройство закручивания потока и полый конус последовательно устанавливают на выходе из второй части диффузорного участка. Внутри упомянутого полого конуса выполняют конфузорно-диффузорный переход. В поперечном сечении ротора выполняют профилированные каналы, в которых устанавливают электрические нагревательные элементы для нагрева стенки устройства закручивания потока при сепарации. Техническим результатом является повышение эффективности процесса улавливания сконденсировавшихся компонентов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 796 853 C1

1. Способ сепарации потока многокомпонентной среды, заключающийся в подаче потока многокомпонентной среды в устройство, содержащее сопловой канал с конфузорным и диффузорным участками и расположенным между ними критическим сечением, установленное в указанном канале устройство закручивания потока, которое выполняют в виде профилированного тела вращения, торцы которого соединяют с основаниями входного и выходного конусов, причем наружную поверхность упомянутого тела вращения выполняют эквидистантной внутренней поверхности диффузорного участка соплового канала, при этом на поверхности указанного тела вращения выполняют профилированные лопатки с образованием каналов между ними, причем в концевой части каналов обеспечивают профилированный зазор, при этом устройство закручивания потока многокомпонентной среды устанавливают коаксиально в диффузорном участке соплового канала, узел отбора капель и/или твердых частиц, установленный в выходной части диффузорного участка, при этом в выходной части диффузорного участка соплового канала закрепляют полый конус с образованием кольцевой полости у внутренней поверхности диффузорного участка соплового канала, причем упомянутую полость соединяют с полостью узла отбора капель и/или твердых частиц, при этом при сепарации поток многокомпонентной среды под действием входного давления подают в сопловой канал, где потоку придают ускорение путем пропускания через конфузорный участок, после чего поток многокомпонентной среды пропускают через критическое сечение соплового канала, в котором обеспечивают увеличение скорости потока многокомпонентной среды до звуковых значений в данной среде, затем поток многокомпонентной среды подают в диффузорный участок соплового канала, в котором обеспечивают значение скорости упомянутого потока выше скорости звука в данной среде со снижением его статического давления до минимальных значений, а статической температуры - до значений ниже температуры точки росы и обеспечивают конденсацию в дисперсном многокомпонентном газовом потоке жидкой фракции тяжелых углеводородов в виде капель жидкости, после чего сверхзвуковой многокомпонентный газовый поток подают на устройство закручивания потока, тангенциально закручивают и производят его расширение, при этом устройство закручивания потока приводят в радиальное вращение вокруг своей продольной оси под действием возникающих реактивных сил, причем крутящий момент от устройства закручивания потока передают электрогенератору, после чего направляют жидкую фракцию тяжелых углеводородов в пристеночный слой на периферии диффузорного участка соплового канала под действием центробежной силы, а затем - в кольцевую полость с частью газа и далее - в полость узла отбора капель и/или твердых частиц, при этом основной отсепарированный газовый поток направляют к поверхности выходного конуса устройства закручивания потока, а затем - внутрь полого конуса, откуда его отбирают для дальнейшего использования, отличающийся тем, что указанное устройство закручивания потока устанавливают на валу, размещенном в подшипниковом узле, и образуют ротор, соединенный с электрогенератором, при этом диффузорный участок соплового канала выполняют состоящим из двух профилированных частей, имеющих разные углы раствора проточной части, с переходом от меньшего угла раствора первой части к большему углу раствора второй части и с образованием излома внутреннего профиля в точке перехода профилей, причем устройство закручивания потока и полый конус последовательно устанавливают на выходе из второй части диффузорного участка с большим углом раствора, при этом внутри упомянутого полого конуса выполняют конфузорно-диффузорный переход, а в поперечном сечении ротора выполняют профилированные каналы, в которых устанавливают электрические нагревательные элементы для нагрева стенки устройства закручивания потока при сепарации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство закручивания потока выполняют в виде части полого ротора, внутри которого устанавливают электрический обогреватель, при этом при сепарации организуют подачу электроэнергии к электрическому обогревателю от электрогенератора и/или внешнего источника.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство закручивания потока выполняют в виде части полого ротора, который оснащают токосъемником, связанным с электрогенератором и/или внешним источником электроэнергии, причем внутри полого ротора устанавливают электрический обогреватель, который соединяют с упомянутым токосъемником, а при сепарации организуют подачу электроэнергии от электрогенератора и/или внешнего источника к токосъемнику, от которого передают электроэнергию электрическому обогревателю.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2796853C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ И СОПЛОВОЙ КАНАЛ ДЛЯ НЕГО 2013
  • Багиров Лев Аркадьевич
  • Дмитриев Леонард Макарович
  • Фейгин Владимир Исаакович
  • Имаев Салават Зайнетдинович
RU2538992C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2020
  • Шевцов Александр Петрович
  • Гриценко Владимир Дмитриевич
  • Пупынин Андрей Владимирович
  • Орехов Евгений Александрович
  • Слугин Павел Петрович
RU2731448C1
СПОСОБ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ 2020
  • Шевцов Александр Петрович
  • Гриценко Владимир Дмитриевич
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Чагин Сергей Борисович
  • Слугин Павел Петрович
RU2736135C1
0
SU93513A1
Линия для изготовления литейных форм 1981
  • Хорст Гейслер
  • Хассо Хебер
SU1131588A1
US 6592654 B2, 15.07.2003.

RU 2 796 853 C1

Авторы

Лачугин Иван Георгиевич

Шевцов Александр Петрович

Хохлов Владимир Юрьевич

Ильичев Виталий Александрович

Базыкин Денис Александрович

Черниченко Владимир Викторович

Пупынин Андрей Владимирович

Даты

2023-05-29Публикация

2022-09-21Подача