Рециркуляционный сепаратор Советский патент 1988 года по МПК B01D45/12 

исхоВная снкь

о со со

ES

Изобретение относится к сепараторам и позволяет повысить эффективность сепарирования. Сепаратор содержит установленьый в корпусе 1 сепарирующий патрон, состоящий из двух концентрично установленных цилиндров 7 и 12 с входными тангенци- апышми соплами 8 и 13; размещенный на конце внешнего цилиндра 7 уловитель жидкости 9 с отводной трубкой 1.1; серповидную отбортовку 15 со спиральными лопастями 16, установленны- г под внутренним цилиндром 12, который имеет сквозные пазы 14, Кроме того, тангенциальное сопло 2 корпуса 1 соединено рециркуляционной трубой 17 с тангенциальным соплом 13. 2з.п. (}т-лы, 6 ил. С (О ел

(иОмстп Фиг1

Изобретение относится к сепараторам, используемым в технологических процессах разделения жидкостей, частиц и газов за счет центробежных сил и может быть также применено для сепарации смесей жиJДKocтeй, характеризующихся различными удельными весами

Цель изобретения повышение эффективности сепарирования.

На фиг.1 изображен сепаратор, общий вид; на г.2 - разрез А-А на (1иг. 1 , с противотоком омывающих стенки сепарирующего патрона газожидкостных струйных потоков; на фиг.З - то же, с параллельными потоками; на (}иг.4 - узел I на фиг. 2 с вариантом выполнения пазов внутреннего цилиндра сепарирующего патрона; на фиг.З - узел II на фиг.З; на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.1.

Рециркуляционный сепаратор содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндрического сосуда, содержащего тангенциальное сопло 2, отражатель 3 вихря, осевой выходной патрубок 4 с защитным козырьком 5, штуцер 6 слива жидкости и сепарирующий патрон, смснтированньй в корпусе 1 на патрубке 4 и состоящий из внешнего цилиндра 7 с тангенциальным соплом 8 и расположенным в нижней части фигурным (каплеобразным) уловителем 9 жидкости, имеющим прилегающее к внутренней цилиндра 7 кольцевое отверстие 10 и отводную трубку II, и внутреннего цилиндра 12 с тангенциальным соплом 13. Цилиндр 12 выполнен со сквозными пазами 14 и серповидной отбортовкой 15, огибающей уловитель 9 жидкости и прилегающей с зазором к внутренней стенке корпуса 1 со смон- тированныьв в полости этой отбортов- ки спиральными лопастями 16. При это тангенциальное сопло 2 соединено рециркуляционной трубой 17 с тангенциальным соплом 13, а на входе исходной смеси установлены арматура 18, ротаметр (расходомер) 19 и контролирующий состав фаз смеси жидкости и газа прибор 20.

Рециркуляционный сепаратор работает следующим образом.

В сепаратор через арматуру 18, расходомер 19 и тенгенциальное сопло 8 подается контролируемая по составу фаз прибором 20 исходная смесь жидкости и газа. Тангенциальное сопло 8

5

0

5

0

5

0

5

0

5

формирует струю исходной смеси, которая за счет перепада давлений в зазорах сепаратора раскручивается по спирали на внутренней стенке внешнего цилиндра 7 сепарирующего патрона. При этом находящаяся во взвешенном состоянии в струе исходной смеси жидкость за счет значительно больших. Чем у газа центробежных сил прижимается к внутренней стенке внешнего цилиндра 7 и, концентрируясь там, стекает по этой стенке вниз, попадая через кольцевое отверстие 10 в уловитель 9 жидкости, нз которого с помощью отводной трубки 11 отводится в жидкостную полость на слив из сепаратора через штуцер 6.

Наличие уловителя 9 жидкости и отводной трубки 11 предотвращает перекрещивание потоков жидкости и газа на выходе из зазора между внешним 7 и внутренним 12 цилиндрами сепарирующего патрона, что повышает эффективность сепарацвш на первой ступени сепарирующего патрона, так как прошедшая первую ступень сепарации раскрученная струя исходной смеси по спирали огибает уловитель 9 жидкости, ус- таноапенный на нижнем конце внешнего цилиндра 7.

Затем за счет действия центробежных сил и перепада давлений серповидной отбортовкой 15 и спиральными лопастями 16 поток отбрасывается на внутреннюю стенку корпуса I, где, продолжая круговое движение по спирали, которое можно придать соответствующим наклоном серповидной отбор- товки 15 и спиральными лопастями 16 с нужным шагом, устремляется под воздействием перепада давлений по спирали вверх к тангенциальному соплу 2 корпуса 1 сепаратора. При этом осуществляется вторая ступень разделения смеси на жидкостную и газовую фазы: жидкость за счет- центробежных сил прижимается к внутренней стенке корпуса I и, концентрируясь на ней, стекает вниз для отвода ее через штуцер 6 слива жидкости. Эффективность сепарации на второй ее ступени повышается, так как при спиральном движении потока исходной смеси вверх, жидкостная фаза под действием сил тяжести стремится стечь вниз, отставая от движения струи газа по скорости.

Благодаря рециркуляционной трубе 17, соединяющей тангенциальное сопло

2 корпуса i сепаратора с тангенциальным соплом 13 внутреннего цилиндра 12 сепарирующего патрона, прошедшая две ступени сепарации исходная смесь жидкости и газа поступает снова в сепаратор во внутренний цилиндр 12 сепарирующего патрона. Тангенциальное согшо 13 ввода смеси жидкости и газа во внутреннюю полость внутреннего цилиндра 12 сепарирующего патрона закручивает струю поступающей смеси по стенке этого цилиндра,

Оставщаяся в поступающей смеси жидкость за счет центробежных сил и разностей удельных весов фаз прижимается к стенке внутреннего цилиндра 12 сепарирующего патрона и благодаря предусмотренным на боковой поверхности этого цилиндра сквозным пазам 1А отсасывается- через них за счет перепада давления (разрежения) и эффекта эжекции в зазор между цилиндрами 7 и 12 сепарирующего патрона, осуществляя таким образом третью ступень наиболее эффективного сепарирования, так как жидкостная фаза, в том числе и жидкостной туман покидают газовый поток (струю), находящийся во внутренней полости цилиндра 12 сепа- рирукщего патрона, и переходят через пазы 14 в зазор между цилиндрами 7 и 12 сепарирующего патрона, где, зах- ватываясь исходным потоком смеси жидкости и газа, подвергаются рециркуляции с прохождением двух указанных ступеней сепарации.

Освобожденная от жидкостной фазы струя газа, двигаясь по винтовой линии вниз и попадая на отражатель 3 вихря, отражается от него и через патрубок 4 покидает сепаратор в соответствии с обычной схемой движения потока в центробежном сепараторе.

Циркулирующие потоки смеси жидкости и газа последовательно проходят зазоры межг1у цилиндрами 7 и 12, внешним цилиндром 7 и корпусом 1 и попадают во внутреннюю полость цилиндра 12 сепарирующего патрона, омьшая таким образом как внутреннюю, так и наружную стенки внутреннего цилиндра 12 сепарирующего патрона, содержащего сквозные пазы 14. При этом в зависимости от расположения тангенциальных сопел 8 и 13 ввода смеси в сепарирующий патрон эти потоки направлены навстречу друг другу (фиг.2) или параллельны ((}иг.З), что позволяет

5

0

5

0

5

0

5

0

5

повысить при необходимости эффект эжекции отсасывания жидкости из конечного газового потока путем применения конструктив1шх вариантов исполнения сепарирующего патрона.

Эффект эжекции отсасывания жидкости из внутренней полости внутреннего цилиндра 12 сепарирующего патрона можно усилить, например, благодаря встречным потокам над сквозными пазами 14 или отогнутым наружу кромкам этих пазов, которые в скоростных газовых потоках должны создавать местные завихрения и разряжения, способствующие эжекции и отрыву жидкости от стенок пазов 14 и перекачиванию ее в зазор между цилиндрами 7 и 12 сепарирующего патрона. Поток жидкости, находяп1ийся на внутренней стенке цилиндра 7 сепарирующего патрона, и газовый поток в зазоре между внешга-1м 7 и внутренним 12 цилинщзами на выходе из этого зазора благодаря наличию уловителя 9 жидкости и отводНой трубки 1 1 не пересекаются, что в значительной степени повьщ1ает эффективность сепарации.

Благодаря наличию серповидной от- бортовки 15, установленной с определенным наклоном, и расположен1Ш1х в ней спиральных лопастей 16, движете газового потока может изменяться как по Diary винтовой линии, так и по направлению вращения в зазоре между корпусом 1 и цилиндром 7 сепарирующего патрона, не мешая при этом свободному течению сконцентрированной на внутренней стенке корпуса 1 жидкости вниз для отвода ее через штуцер 6 слива.

Таким образом, осуществляя трехступенчатую сепарацию исходной смеси газа и жидкости на предлагаемом устройстве, а также рециркуляцию остав- щейся на третьей ступени сепарации жидкостной фазы, значительно повышают эффективность разделения жидкости и газа, что дает возможность увеличивать сепарирующий эффект за счет возрастания скоростей движения потоков смеси жидкости и газа в рециркуляционном сепараторе, так как при этом эффект отсасывания и рециркуляции возрастает.

Формула изобретения

51Д

и разделенный отражателем вихря на жидкостную и газовую полости цилиндрический корпус, тангенциальное сопло, размещенное в верхней части корпуса, осевой выходной патрубок очищенного газа с установленным на нем защитным козырьком,4 размещенный в нижней части корпуса штуцер слива жидкости, рециркуляционную трубу,

отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарирования , он снабжен сепарирующим патроном, выполненным в виде двух цилиндров, прикрепленных к крьшке кор- пуса и установленных концентрично друг другу и корпусу, с входными тангенциальными с оплами в их верхней части, внешний цилиндр снабжен размещенным на нижнем конце уловителем

ае.2

fuff.

36

жидкости с отводной трубкой, внутренний цилиндр выполнен со сквозными пазами на его боковой поверхности и с серповидной отбортовкой на нижнем конце, при этом рециркуляционная труба соединена с тангенциальными соплами корпуса и внутреннего цилиндра се- париругацего патрона.

в

/

73

(рие. З

)/foffftocfn

Фиг. 9

5

16

ffuP.6