Циклонный сепаратор Советский патент 1992 года по МПК B04C5/103 

Изобретение относится к устройствам очистки сжатого воздуха или газа от влаги, масла и механических примесей.

Известен сепаратор, содержащий корпус, состоящий из верхней цилиндрической обечайки с тангенциальным входным соплом, нижней цилиндрической обечайки большего диаметратсоёйиненной с верхней обечайкой комическим диффузором, коаксиальный с корпусом выходной патрубок с примыкающим к нему раструбом, эквидистантным коническому диффузору. Кроме того, сепаратор содержит лопаточный завихритель для вторичной сепарации, установленный на выходе из конического диффузора.

Данный сепаратор обладает малым гидросопротивлением, так как разворот газового потока из корпуса в выходной патрубок осуществляется после восстановления давления и снижения скорости газа в коническом диффузоре. Однако, в коническом диффузоре не обеспечивается надежное прижатие газожидкостного потока к стенке, возможен отрыв потока и разбрызгивание капель жидкости. Кроме того, затруднены отделение и унос капель жидкости после вторичной сепарации в лопаточном завих- рителе.

Данный сепаратор принят за прототип, так как наиболее близок к предложенному устройству по технической сущности.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа за счет снижения каплеуноса и вторичной сепарации,

Поставленная цель достигается тем, что в ииклонном сепараторе, содержащем корпус, состоящий из верхней цилиндрической обечайки меньшего диаметра и нижней цилиндрической обечайки большего диаметра, соединенных между собой диффузором, тангенциальный патрубок ввода очищаемого газа, присоединенный к верхней обечайке, осевую трубу вывода очищенного газа, снабженную на нижнем конце диффузором, эквидистантным диффузору корпуса, размещенную в нижней обечайке отделительную насадку, патрубок слива отсепарированной жидкости, диффузоры выполнены в форме сферических сегментов, соотношение диаметров верхней и нижней обечаек корпуса составляет 1,5-2,0, а отделительная насадка выполнена в виде сферической чаши, присоединенной верх- ним краем к нижнему краю диффузора осевой трубы, при этом в днище чаши выполнено осевое отверстие для отвода очищенного газа. Кроме того, циклонный сепаратор патрубком отвода жидкости, присоединенным к днищу чаши, и цилиндрической вставкой, нижний край которой соединен с отверстием чаши, верхний - с нижним концом осевой трубы и имеющей заглушку, ниже которой в стенке вставки выполнены

5 тангенциальные щели, а выше в стенке осевой трубы - отверстия для отвода газа.

На чертеже показано предложенное устройство.

Циклонный сепаратор содержит штуцер

0 1 подвода очищаемого газа, тангенциальный патрубок 2, верхнюю цилиндрическую обечайку 3, щелевой диффузор 4, образованный внешним сферическим сегментом 5 и эквидистантным ему сферическим сегмен5 том 6. Сегмент 5 соединен с нижней цилиндрической обечайкой 7, имеющей диаметр в 1,5...2,0 раза больший диаметра верхней обечайки 3. К нижнему краю сферического сегмента 6 присоединена отделительная на0 садка 8, выполненная в виде сферической чаши и имеющая осевое отверстие 9. Внутри насадки 8 расположена цилиндрическая вставка 10, нижний край которой соединен с отверстием 9, а верхний край имеет за5 глушку, ниже которой в стенке вставки 1, выполнены тангенциальные щели 11, совмещающие полость вставки 10 с внутренней полостью 12 насадки 8. Заглушенный край вставки 10 примыкает к нижнему концу

0 осевой трубы 13, имеющей отверстия в стенке 14, сообщающие полость трубы 13 с внутренней полостью насадки 8, Насадка 8 содержит в своей нижней части патрубок отвода жидкости 15. В нижней части цик5 лонного сепаратора расположен патрубок слива отсепарированной жидкости 16.

Циклонный сепаратор работает следующим образом,

Очищаемый газ поступает через штуцер

0 1 и тангенциальный патрубок 2 в верхнюю цилиндрическую обечайку 3, где получает вращательное движение. Под действием центробежных сил частицы влаги, масла и механических примесей отбрасываются к

5 стенке обечайки 3 и движутся вдоль нее по спиральной траектории. Затем очищаемый газ поступает в щелевой диффузор 4, где его давление восстанавливается, а скорость движени- уменьшается. Так как диффузор 4

0 образован сферическими сегментами 5 и 6, то на газ, жидкость и твердые частицы при их движении в диффузоре 4 действуют дополнительные центробежные силы, направленные от центра кривизны сфер. Эти силы

5 прижимают капли жидкости и твердые частицы к стенке диффузора 5, по которой они стекают в обечайку 7. Очищенный газовый поток, обтекая сферическую чашу 8, входит в отверстие 9. Выбор соотношения диаметров обечаек 7 и 3, равного 1,4-2,0, обеспечивает, во-первых, снижение в 2,25-4 раза гидропотерь, связанных с разворотом газового потока (Величина гидропотерь пропорциональна квадрату скорости движения газа , а скорость газа снижается про- порционольно увеличению отношения диаметров обечаек 7 и 3). Во-вторых, надежное прижатие жидких и твердых частиц к стенке диффузора 5 за счет дополнительных центробежных сил, величина которых обратно пропорциональна радиусу кривизны сферической стенки 5, равному радиусу обечайки 7. Следовательно, эти силы уменьшаются при увеличении отношения диаметра обечайки 7 к диаметру обечайки 3. Обтекание сферической внешней поверхности насадки 8, являющейся твердой границей газового потока, позволяет отбросить неот- сепарированные частицы от стенки насадки 8. По п. 2 формулы изобретения отсепари- рованный газовый поток через отверстие 9 входит в цилиндрическую вставку 10 и через тангенциальные щели 11 поступает в полость 12, где происходит вторичная сепара- ция на сферических вогнутых стенках чаши 8, и стенки диффузора 6. Обтекание вогнутых сферических поверхностей с одной стороны способствует прижатию к стенкам вторичноотсепарированныхчастиц,асдру- гой стороны уменьшает гидравлические потери на разворот газового потока на 180° для втекания его через отверстия 14 в осевую трубу 13 отвода очищенного газа. Частицы, отсепарированные в полости 12, стекают по вогнутой стенке чащи 8 и удаляются через патрубок отвода жидкости 15 под действием силы тяжести. Из циклонного сепаратора жидкость и твердые частицы удаляются через патрубок слива 16.

Наличие в циклонном сепараторе диффузора, образованного сферическими сегментами, по сравнению с базовым объектом, он же - прототип, позволяет надежно прижать капли жидкости и твердые частицы к внешней стенке диффузора и от- сепарировать. Кроме того, обтекание сферических поверхностей снижает потери давления на повороты газового потока, что повышает уровень скоростей течения газа и, следовательно, эффективность очистки,

Формула изобретения

1.Циклонный сепаратор, содержащий корпус, состоящий из верхней цилиндрической обечайки меньшего диаметра и нижней цилиндрической обечайки большего диаметра, соединенных между собой диффузором, тангенциальный патрубок ввода очищаемого газа, присоединенный к верхней обечайки, осевую трубу вывода очищенного газа, снабженную на нижнем конце диффузором, эквидистантным диффузору корпуса, размещенную в нижней обечайке отделительную насадку, патрубок слива от- сепарированной жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки газа за счет снижения каплеуно- са, диффузоры выполнены в форме сферических сегментов, соотношение диаметров верхней и нижней обечаек корпуса составляет 1,5-2 , а отделительная насадка выполнена в виде сферической чаши, присоединенной верхним краем к нижнему краю диффузора осевой трубы, при этом в днище чаши выполнено осевое отверстие для отвода очищенного газа.

2.Сепаратор поп. 1,отличающий- с я тем, что, с целью дополнительной центробежной очистки потока, он снабжен патрубком отвода жидкости, присоединенным к днищу чаши, и цилиндрической вставкой, нижний край которой соединен с отверстием чаши, верхний-с нижним концомъсевой трубы и имеющий заглушку, ниже которой в стенке вставки выполнены тангенциальные щели, а выше в стенке осевой трубы - отверстия для отвода газа.

Использование: для очистки сжатого воздуха или газа от влаги, масла и механических примесей. Корпус сепаратора состоит из верхней 3 и нижней 7 цилиндрических обечаек, соединенных сферическим сегментом 5. Осевая труба вывода очищенного газа имеет на нижнем конце сферический сегмент 6, установленный эквидистантно сферическому сегменту 5 с образованием щелевого диффузора 4, К сегменту 6 присоединена отделительная насадка 8 Б виде сферической чаши, в днище которой выполнено осевое отверстие 9. 1 з п.ф-лы, 1 ил. 1Х| О О ел ю а 3KQ Ts g S33 3S3ssss4i 0