Сепаратор Советский патент 1990 года по МПК B01D45/00 

Изобретение относится к устройствам для разделения неоднородных смесей газ - жидкость и может быть использовано в криогенной технике.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса сепарации, уменьшение величины гидравлического сопротивления и расширение области применения.

На фиг.1 представлен сепаратор, общий вид в разрезе; на фиг.2 - вариант использования сепаратора с вводным патрубком, установленным на стенке корпуса; на фиг.З - сопловой аппарат с четырьмя пластинами, общий вид; на фиг„4 - сопловой аппарат с двумя пластинами (разрез А-А на фиг.1) на фиг.З - сопловой аппарат с изменяемой величиной зазора сопел, поперечный разрез; на Фиг.6 - сопловой аппарат по фиг.З, вид сбоку в комбинированном разрезе.

Сепаратор содержит корпус 1, прокладку 2 затвора самоуплотнения, расположенную между верхней 3 и нижней 4 крышками затвора, соединенными шпильками 5. Сопловой аппарат 6 снабжен коллектором 7, который сообщается с вводным патрубком 8 .По оси корпуса 1 установлен отводной патрубок 9, а в нижней части корпуса 1 - дренажный пат- рубок 10. Для соединения коллектора 7 соплового аппарата 6 с вводным патрубком 8 нижняя крышка 4 затвора содержит канал 11, коаксиальный патрубку 8. Сопловой аппарат 6 выполнен в виде набора однотипных профилированных пластин 12, охватывающих коллектор 7, и снабжен диском 13, который соединен с нижней крышкой 4 зат0

5

0

5

0

5 п

вора при помощи стяжек 14. Для предотвращения попадания капель конденсата в отводной патрубок 9 установлен отражатель 15. В месте стыковки вводного 8 патрубка и канала установлено вспомогательное уплотнительное кольцо 16.

Сопловой аппарат может быть выполнен с четырьмя однотипными пластинами 12 равной высоты. Положение пластин

12по отношению к нижней крышке 4 затвора фиксируется стяжками 14 количество которых в два раза превышает количество пластин 12.

Сопловой аппарат может быть выполнен с двумя пластинами 12, каждая из которых образована тремя сопрягаемыми цилиндрическими поверхностями. Диаметр большей из них D 2R равен диаметру диска 13 Da за вычетом ширины зазора сопла h: , а диаметр меньшей .() равен радиусу диска

13(,5Pg) за вычетом ширины зазора сопла h и радиуса коллектора 7 R. Пластины 12 установлены по отношению к нижней 4 крышке затвора с эксцентриситетом, равным половине ширины зазора сопла 0,5 h.

Одна из пластин 12 соплового аппарата 6 может быть выполнена подвижной в плоскости, перпендикулярной оси сепаратора, и снабжена эксцентриковым регулятором 17 величины зазора сопел и направляющими пазами 18, в которых размещены стяжки 14 диска 13. Стяжки

14содержат пружины 19, а верхний конец вала 20 эксцентрикового регулятора 17 расположен в канале 21 нижней крышки 4 затвора, закрытом пробкой 22.

Сепаратор работает следующим образом.

515

Газожидкостная смесь через вводной патрубок 8 и канал 11 подается в коллектор 7 соплового аппарата 6. Двигаясь между спрофилированными пластинами 12, смесь ускоряется и приобретает вихревой характер движения. Истекая из соплового аппарата 6 в непосредственной близости от стенок корпуса 1, газожидкостная смесь образует интен- сивный вращающийся поток во всем сечении сепаратора. Капельная жидкость под действием центробежных сил отбрасывается из потока на стенки и в виде пленки стекает в нижнюю часть сепара- тора, откуда выводится через дренажный патрубок 10. В осевой зоне формируется поток газа, очищенного от капель жидкости. Он поступает в отводной патрубок 9, защищенный от попадания жидкости отражателем 15. Герметичност корпуса 1 обеспечивается прокладкой 2 затвора самоуплотнения.

При увеличении зазора между верхней 3 и нижней 4 крышками затвора прокладка 2 уменьшается в диаметра и не препятствует ввинчиванию верхней крышки 3 в корпус 1. В результате уменьшения зазора между крышками 3 и 4 при затягивании шпилек 5 проклад- ка 2 прижимается к корпусу 1 и крышкам 3 и 4 в клиновом зазоре. Под действием разности давлений в процессе работы сепаратора прокладка 2 надежно герметизирует разъемное соединение. Уплотнительное кольцо 16, в отличие от прокладки 2, выполняет вспомогательную роль, препятствуя перетоку смеси из вводного 8 патрубка в полость сепаратора, минуя сопловой аппарат 6. Пластины 12 прижимаются к нижней крышке 4 затвора при помощи диска 13 и стяжек 14.

При изменении условий работы сепаратора возможно регулирование зазора h соплового аппарата 6 за счет перемещения одной из пластин 12 в плоскости, перпендикулярной оси сепаратора. Ось большей цилиндрической поверхности D1 неподвижной пластины 12 смещена по отношению к оси нижней крышки 4 затвора на величину 0,5h, где hMC|KC - максимальная ширина затвора сопла. В результате вращения эксцентрикового регулятора 17 при ослабленных стяжках 14 пластина 12 перемещается вдоль направляющих пазов 18, изменяя зазоры соплового аппарата 6 от нуля до величины .. Из-за незначительного гид

31

JQ 5 0

5 Q -

, g

5

A3

равлического сопротивления соплового аппарата 6 разность давлений на верхней и нижней плоскостях диска 13 невелика и может быть компенсирована усилием сжатия пружин 19, охватывающих стяжки 14. В этом случае перемещение пластины 12 возможно без ослабления стяжек 14 только за счет вращения эксцентрикового регулятора 17. Верхний конец вала 20 эксцентрикового регулятора 17 размещен в канале 21, что позволяет осуществлять регулировку зазора сопла после вывинчивания пробки 22 без вскрытия затвора самоуплотнения.

Выполнение диска 13 с диаметром, равным 0,8-0,9 диаметра нижней крышки 4, позволяет получить интенсивно вращающийся поток во всем сечении сепаратора при относительно небольшом значении гидросопротивления.

Уменьшение гидравлического сопротивления соплового аппарата 6 достигается также за счет того, что в отличие от центростремительных сопел в сопловом аппарате 6 и за его пределами радиальная составляющая скорости частиц конденсата совпадает с направлением центробежных сил, воздействующих на эти частицы.

Проточная часть соплового аппарата 6 имеет упрощенную форму, что позволяет изготовить его без привлечения специальной оснастки и дорогостоящего оборудования. Помимо этого предусмотрена синхронная регулировка зазоров сопел при изменении условий работы сепаратора. Причем настройка сопел возможна без разборки затвора самоуплотнения. Таким образом, предложенный сепаратор ущественно- отличаясь от известных, позволяет получить положительный эффект, который заключается в расширении области применения и улучшении эффективности сепарации при одновременном снижении гидравлических потерь.

Формула изобретения

1. Сепара. , содержащий корпус, сопловой аппар с коллектором для тангенциального ввода смеси, вводной, отводной и дренажный патрубки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации, уменьшения величины гидравлического сопротивления и пасширения области применения, он снабжен затвором самоуплотнения с верхней и нижней крышками, каналом, диском и стяжками, канал выполнен коаксиаль- но в нижней крышке затвора сопловой аппарат выполнен в виде набора однотипных пластин, охватывающих коллектор, диск выполнен с диаметром, равным 0,8...О,9 диаметра нижней крышки затвора, и установлен на сопловом аппарате при помощи стяжек.

2. Сепаратор поп.1, отлича- к щ и и с я тем, что сопловой аппарат содержит две пластины, каждая из Которых образована тремя сопрягаемыми цилиндрическими поверхностями, причем диаметр большей поверхности равен

4,Сепаратор по пп.1-3, отличающийся тем, что стяжки снабжены пружинами, верхний конец вала эксцентрикового регулятора размедиаметру диска за вычетом ширины зазора сопла, а диаметр меньшей поверх- jQщен в канале нижней крышки затвора, Ности равен радиуса диска за вычетомзакрытом пробкой, причем количество ширины зазора сопла и радиуса коллек-стяжек в два раза превышает количест- торас.во пластин.

// Ј -и Ј {-//7

1

Фиг.2

3.Сепаратор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что одна из пластин снабжена эксцентриковым регулятором величины зазора сопла и направляющими пазами и выполнена подвижной в плоскости, перпендикулярной

оси сепаратора, другая пластина установлена неподвижно относительно нижне крышки затвора с эксцентриситетом, величина которого равна половине ширины максимального зазора сопла, стяжки диска размещены в направляющих-, пазах.

4,Сепаратор по пп.1-3, отличающийся тем, что стяжки снабжены пружинами, верхний конец вала эксцентрикового регулятора размещен в канале нижней крышки затвора, закрытом пробкой, причем количество стяжек в два раза превышает количест- во пластин.

Фиг.5

Фиг.в

Изобретение относится к устройствам для разделения неоднородных смесей и позволяет повысить эффективность процесса сепарации, уменьшить величину гидросопротивления и расширить область применения. Изобретение включает корпус 1, затвор самоуплотнения, состоящий из прокладки 2 и крышек- верхней 3 и нижней 4, шпильки 5, сопловой аппарат 6 с коллектором 7, вводной 8, отводной 9 и дренажный 10 патрубки, канал 11, пластины 12 соплового аппарата 6, диск 13, стяжки 14. Сопловой аппарат 6 выполнен в виде набора одношинных пластин 12, диск 13 выполнен с диаметром, равным 0,8-0,9 диаметра нижней крышки 4 затвора. Сепаратор может быть выполнен с двумя пластинами 12, каждая из которых образована тремя сопрягаемыми цилиндрическими поверхностями, причем диаметр большей поверхности равен диаметру диска 13 за вычетом ширины зазора сопла, а диаметр меньшей поверхности равен радиусу диска 13 за вычетом ширины зазора сопла и радиуса коллектора 7. Одна из пластин 12 может быть снабжена эксцентриковым регулятором и выполнена подвижной в плоскости, перпендикулярной оси сепаратора. Сепаратор позволяет улучшить гидро-и аэродинамику в аппарате и тем самым повысить эффективность процесса сепарации и снизить величину гидросопротивления. Расширение области применения обеспечивает возможнось регулировки соплового аппарата 6. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.