Прямоточный центробежный каплеуловитель Советский патент 1984 года по МПК B04C3/06 

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для осаждения полидисперсных жидких и твердых частиц из газового потока в центробежном поле.

Сепаратор может быть использован в различных отраслях промышлениости, связанных с разделением и сепарацией газовзвесей, состоящих из капель жидкости, например, в нефтяной, химической, энергетической, пищевой и др.

Известен центробежный сепаратор, в ко;тором между вихревой камерой и выходным патрубком образован кольцевой радиальный канал, выходной патрубок выполнен с заостренной фаской и эжекционными отверстиями (1).

Однако в этом сепараторе закручивание .rasoBoiO потока осуществляется винтовой спиралью, что способствует образованию не столько тангенциальных скоростей, сколько осевых, что влечет за собой проскальзывание жидкой нленки в отводящий трубопровод, т.е. резкое падение эффективности плагоотделения.

Уменьшение хода спирали приводит к увеличению тангенциальной скорости, но при этом резко возрастает 1идравлическое сопротивление. Отсос газа из корпуса осуилествляется через отверстия, расположенные нормально относительно отводящего трубопровода, что снижает отсос газа из корпуса в основной поток.

Наиболее близким но конструкции к предлагаемому является центробежный сенарэтор, содержащий сеПарационную камеру уменьщающегося по ходу газа сечения с щелевыми отверстиями по периферии для отвода жидкости, выходной патрубок, установленный соосно с камерой и образующий с ее стенками кольцевую июль для отвода жи дкости; эжекционНые отверстия, выполненные в выходном патрубке, и отражатель в виде усеченного конуса, укрепле1пН)й на выходном патрубке 2.

Недостатком известного каплеуловителя является то, что отража;гель, установленный на выходном патрубке, большим основанием повернут по ходу движения потока, создавая этим самым дополнительное гидравлическое сопротивление при движении газа через эжекционные отверстия в отводящий трубопровод, так как потоку необходимо дважды менять направление своего вижения на 180°. Это снижает эффект эжекирования, а следовательно, и инте1 сивность твода жидкой фазы.

Целью изобретения является снижение 1идравлического сопротивления и повыщение фс очистки газа при пульсирующих нагрузках путем улучшения условий отвода жидкой фазы.

Цель достигается тем. что в каплеуловителе, содержащем корпус, установленную в нем вихрепую камеру с нериферийными

щелями для отвода жидкости, выходной патрубок, установленный соосно с камерой и образующий с ее стенками кольцевую щель для отвода жидкооб-и, эжекционные отверстия, выполненные в выходном . патрубке, и отражатель в йиде усеченного конуса, укрепленный на выходном -патрубке, отражаTejib установле н большим Основанием навстречу потоку и охватывает кольцевую и периферийные щели для отвода жидкости; а О эжекционные отверстия выполнены наклонными но ходу движения нотока.

При этом угол наклона эжекцнонных отверстий к оси выходного патрубка равен 30. 45°.

j Периферийные щели выполнены наклонными к образующей вихревой камеры и их нижние края расположены на расстоянии от основа1шя вихревой камеры, равном 0,3.- 0,4 высоты камеры.

0 На чертеже изображен предлагаемый каплеуловитель.

Он состоит из вихревой камеры 1, выполненной в виде усеченного конуса с наклонными нрямоугольными н;елями 2, разг мещенной в корпусе 3, выходного патрубка 4, образуюндего со стенками камеры кольцевую Н1ель 5, конического отражателя 6, образующего со стенками вихревой камеры 1 расширяюн1ийся по ходу газа канал 7, наклонных эжекционных отверстий 8.

0 Устройство работает следуюняим образом.

Закрученный газо-жидкостный поток поступает в вихревую камеру 1, частицы жидкости под действием центробежной силы оседают на стенке камеры и отводятся через

5 щели 2 и кольцевую щель 5 и направляются отражателем 6 в нижшою часть корпуса 3. Конический отражатель 6 охватывает кольцевой и периферийные отверстия, образуя расщиряЕОЩийся по ходу движения отводиQ мой фагзы кольцевой канал 7, направляющий поток в нижнюю часть корпуса с уменьшающейся скоростью с последуюпхим разворотом потока на 180°, что позволяет интенсифицировать отвод жидкости при пульсирующих нагрузках по газовой фазе, не увеличивая

5 вторичного уноса жидкости из корпуса 3. Для гарантированного полного отвода пленки жидкости и периферийного слоя газа, как наиболее насыщенного аэрозолЪю, из камеры 1 через кольцевую щель 5 и щели 2 необходимо в корпусе 3 снизить давление.

0 Поток газа движется через выходной патрубок 4 со скоростью 40-50 м/с, создавая в отверстиях 8 снижение статического давления, вследствие чего возникает отсоС газа из полости корпуса 3. Наклон эжекционных

5 отверстий 8 по ходу нотока повышает степень эжекции на 20-25 % по сравнению с прямыми отверстиями. Испытания предложенного устройства на гидродинамическом

стенде показали, что угол наклона эжекционных отверстий должен составлять 30-45°.

Наличие наклонных щелей 2 необходимо для предварительного отвода пленки жидкости с поверхности камеры 1, что снижает нагрузку на кольцевую щель. Учитывая, что траектория вращающегося по восходящей сйирали газового потока (следовательно и пленки) меняется от нагрузки, то во избежание проскока пленки жидкости между щелевыми отверстиями последние выполнены наклонными. При этом пленка жидкости, движущаяся по внутренней поврхности каМеры 1, под действием центробежных сил и поверхностного натяжения продолжает движение по поверхности, оТогнутой по направлению прямой, касательной в точке изгиба. Срыв жидкой пленки происходит на внешней стороне камеры 1.Опыты, проводимые на гидродинамическом стенде, показали, что удаление нижнего края отверстийот основания на высоту Н 0,3 - 0,4 высоты камеры обусловлено тем, что жидкость, которая собирается в корпусе 3 по мере накоплення, находится под воздействием закрученного газового потока во вращательном движении. Для обеспечения ее слива, до того, как она начнет переливаться отверстия и вторично подхватываться Потоком, необходим, статический напор несколько меньше высоты Н.

1. ПРЯМОТОЧНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КАП,ЛЕУЛОВИТЕЛЬ, содержащий корпус, установленную в нем вихревую камеру с периферийными щелями для отвода жидкости, выходной патрубок, установленный соосно с камерой и образующий с ее стенками кольцевую щель для отвода жидкости, эжекционные отверстия, выполненные в выходном патрубке, и отражатель в виде усеченного конуса, укрепленный на выходном патрубке, отличающийся тем, что. с целью снижения гидравлического сопротив- ления 11 повышения эффективности очистки газа при пульсирующих нагрузках путем улучшения условий отвода жидкой фазы, отражатель установлен большим основанием навстречу потоку и охватывает кольцевую Н. 11ери(|)ерийные щели для отвода жидкости, а эжекциоиные отверстия выполнены наклонными по ходу движения потока. 2.Канлеуловнтель по п. 1, отличающийся тем. что угол наклона эжекционных отверстий к оси выходного патрубка равен 30-45°. 3.Каплеу.-1овитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что периферийные щели выполi нены наклонными к образующей внхревой камеры и их нижние края расположены на (Л расстоянии от основания внхревой камеры, равном 0,3-0,4 высоты камеры. 00 4i