Вихревой сепаратор Советский патент 1975 года по МПК B01D45/12 

1

Изобретение относится к сепараторам для очистки газов от взвешенных в нем твердых частиц и капель жидкости и может быть применено в газовой, нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, машиностроительной и других отраслях промыщленности как для очистки газов, так и для улавливания из них тех или иных ценных продуктов, одновременно с этим может быть использовано для температурного разделения газов.

Известный вихревой сепаратор, включающий корпус, входные тангенциальные сопла, камеру отвода хладагента с конусообразным обтекателем и конусным отбойником, характеризуется недостаточной эффективностью. Это связано с тем, что вихревое движение газа в корпусе сепаратора испытывает большое тормозное влияние, возникающее за счет трения в зоне контактирования газастена корпуса. Это явление снижает угловую скорость газа и турбулирует его.

В предлагаемом устройстве для повышения разделения и очистки газов в корпусе установлен конусный ротор, в верхней части которого размещены завихритель газового потока и лопасти, расположенные на его наружной поверхности, а нижняя часть ротора выполнена с отбортовкой, над которой укреплен профилированный отбойник.

Кроме того, в камере отвода хладагента установлена кольцевая перегородка, верхняя кромка которой размещена между отбортовкой и профилированным отбойником ротора.

На чертеже изображен предлагаемый вихревой сепаратор, продольный разрез.

Вихревой сепаратор состоит из конического ротора 1, закрепленного на опорах вращения 2 и 3 и снабженного завихрителем 4 газового

потока, который содержит винтовой канал 5, заключенный в кольцевой кожух 6, трубу 7 для подвода газа на очистку и трубу 8 для вывода «холодного газа, и лопастей 9, размещенных на наружной поверхности ротора.

Ротор установлен в корпусе 10, который снабжен коллектором 11 с тангенциальным вводом хладагента (труба 12) и соплами 13, установленными против лопастей 9 ротора. 1, тангенциально к нему и под некоторым острым углом к его образующей. Снизу ротора на его оси расположен конусный обтекатель 14 газов, а под ним конусный отбойник 15, который закреплен на основании 16 корпуса 10. Снизу ротор снабжен профилированным отбойником

17, а под ним закреплена кольцевая перегородка 18, смонтированная на основании 16 корпуса. Последний снабжен коническим днищем 19 и трубами вывода хладагента 20, конденсата 21 и «горячего газа 22. На корпусе

10 под тангенциальными соплами 13 закреплен усеченный конусный отбойник 23. Соединение обтекателя 14 с ротором 1 осуществляется крестовиной (:На чертеже не показано). Сепаратор работает следующим образом. По трубе 7 загрязненный газ вводится в завихритель 4, который проходит по его винтовому каналу 5 под кольцевым кожухом 6, закручивается и тангенциально выводится в ротор 1 сепаратора. Силами трения в зоне контактирования газа с ротором и содержащихся в нем капель жидкости и твердых частиц, ротор приводится во вращательное движение. Одновременно, по трубе 12, тангенциально, в сторону закрутки газового потока, в коллектор 11 вводится жидкий хладагент, который через тангенциальные сопла 13 ударяет силой своей струи в лопасти 9 и также раскручивает ротор в сторону закрутки газового нотока. Таким образом, под действием вихревого газового потока и хладагента ротор раскручивается до определенной угловой скорости. Из завихренного газового потока взвещенные твердые частицы и капли жидкости под действием центробежных сил отбиваются на ротор с линейной угловой скоростью, близкой к скорости ротора. Под действием собственного веса однонаправленных сил движения газа, возникающих в зоне их контактирования, и центробежных сил твердые частицы и жидкость в виде пленки продольно скользят по уклону ротора, выводятся на его нижний край и под действием тех же сил сбрасываются на кольцевую перегородку 18, по которой скользят вниз и поступают в коническое днище 19, собираются в его вершине и периодически выводятся из сепаратора по трубе 21. Одновременно, в вихревом газовом потоке в роторе 1, происходит температурное разделение газа на «горячий поток, который формируется по стенке ротора 1, и «холодный поток, который формируется по его оси. В зоне понижения температуры в «холодном потоке газов происходит конденсация паров и выпадение их в виде капель, которые коагулируются и сепарируются на стенки ротора. Стенки ротора, охлаждаемые снаружи хладагентом, снимают тепло из «горячего потока газа и конденсируют на себя содержащиеся в нем пары.

Очищенный «холодный поток газа проходит через диафрагму завихрителя 4 и выводится по трубе 8, а «горячий поток газа огибает осевой конусный обтекатель 14, отбивая на нем возможный унос капель пли твердых частиц, на 180° изменяет свое направление 5 движения, опять отбивая оставшиеся на нем капли или твердые частицы на конусный отбойник 15, проходит между обтекателем и конусным отбойником 15, опять на 180° изменяет свое направление движения, огибает

10 конусный отбойник и выводится из под него по трубе 22 по технологическому назначению. Жидкий хладагент под действием центробежных сил и собственного веса с лопастей 9, скошенных по уклону ротора 1, поступает на

15 его гладкую часть, скользит по ней в виде пленки вниз, и при теплообмене с ним поступает на профилированный отбойник 17 и под действием тех же сил сбрасывается за кольцевую перегородку 18, стекает по корпусу 10

0 на его основание 16 и выводится из сепаратора по трубе 20. Кольцевая перегородка 18 перекрывает нижние края профилированного отбойника 17 и ротора 1 по вертикали и горизонтали, чем обеспечивает разделение хладагента не только во вращающемся режиме работы ротора, но и в случае его остановки. Возможное разбрызгивание жидкого хладагента при работе сопел 13 отбивается конусным отбойником 23.

Предмет изобретения

1.Вихревой сепаратор для очистки и раз5 деления газов, включающий корпус, входные

тангенциальные сопла, камеру отвода хладагента с конусообразным обтекателем и конусным отбойником, отличающийся тем, что, с целью повышения разделения и очистки

0 газов, в корпусе установлен конусный ротор, в верхней части которого установлены завихритель газового потока и лопасти, размещенные на его наружной поверхности, а нижняя часть ротора выполнена с отбортовкой, над

5 которой укреплен профилированный отбойник.

2.Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что в камере отвода хладагента установлена кольцевая перегородка, верхняя кромка

0 которой размещена между отбортовкой и профилированным отбойником ротора.

2