Сепаратор Советский патент 1979 года по МПК B01D45/00 

(54) СЕПАРАТОР

I

Изобретение относится к технике отделения жидкостей от потоков газожидкостных смесей, двигающихся в трубах, и предназначено преимущественно для предварительной очистки газожидкостных выбросов из закрытых ферментеров, в которых проводится глубинное культивирование аэробных микроорганизмов.

Известен сепаратор, включающий корпус с входным и выходным патрубками, расположенными в верхней части корпуса и решеткой, размещенной в нижней части корпуса 1.

Выйдя из патрубка, поток сталкивается с решеткой, жидкость проходит сквозь рещетку и стекает на дно камеры. Отсепарированный газ поднимается кверху и удаляется через отверстие в Верхней части камеры. Рещетка предназначена для уменьщения вторичного разбрасывания.

Недостатком известного сепаратора является то, что невозможно использовать инерционно-ударный принцип сепарации. Наличие рещетки, которая фактически не носит функциональной нагрузки, усложняет изготовление и очистку сепаратора.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сепаратор для отделения жидкости от газожидкостной смеси, включающий корпус с входным патрубком и выходным патрубком, расположенным в верхней части корпуса, патрубок удаления жидкости 2.

Недостатком известного сепаратора является то, что во время движения газожидкостной смеси во входном патрубке часть жидкости оседает на стенках трубы и движется по ней в том же направлении, что и весь поток; эта часть жидкости в значительной степени разбрызгивается потоком газожидкостной смеси во время поступления

ее из патрубка в сепаратор, что снижает эффективность сепарации. Кроме том случае, если в сепараторе газ находится под давлением, часть его может поступать в патрубок для удаления отсепарированной жидкости, а оттуда в помещение.

С целью повышения эффективности очистки газа в предложенном сепараторе входной патрубок расположен под углом к оси корпуса, и его нижний конец снабжен желобом... : Угол между входным патрубком и оеью корпуса составляет 10-20°, а нижний конец входного патрубка расположен на расстоя;нии от стенки корпуса, равном 0,2-0,4 диаметра корпуса. Желоб выполнен полукруглого сечения с диаметром, равным диаметру входного патрубка, нижний конец желоба расположен на расстоянии от стенки корпуса, равном 0,05-0,1 диаметра корпуса. Входной патрубок име1ет длину, превышающую в 2-4 раза высоту корпуса.. Сепаратор снабжен поплавковым клапаиом, расположенным в нижней части корпуса. На чертеже представлен предлагаемый сепаратор, продольный разрез. Сепаратор включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с входным патрубком 2 для подачи в камеру газожидкостной смеси. Высота корпуса I относится к диаметру как (3-5) : К Длина патрубка 2 превышает высоту корпуса в раза, а ось его образует с осью корпуса угол величиной 10-20°. Нижний конец патрубка отстоит от боковой стенки корпуса на расстоянии, равном 0,2- 0,4 диаметра корпуса. Нижний йонец патрубка переходит в желоб 3, полукруглого Сечения; диаметр которого равен диаметру патрубка, а ось совпадает с осью последнего. Вогнутая сторона желоба обращена кверху, а нижний конец не доходит до боковой стенки на расстояние, равное 0,05-0,1 внутреннего диаметра поперечного сечения корпуса. Внутри сепаратора находится поплавКРШЙ клапан 4. Для того, чтрбь поплавок не переворачивался, в нижней его части закреплен груз 5. Корпус имеет патрубок 6 для удаления отсепарированной жидкости, выходной патрубок 7 для удаления отсепарированного газа, а также люки 8 и 9 для очистки и ремонта. Сепаратор работает следующим образом. В связи с тем, что патрубок 2 расположен под углом к стенке корпуса, поток газожидкостной смеси, поступая в корпус, не просто направляется вниз, а, следуя в этом направлении, ударяется о боковую стенку, отражаётся от нее под острым yrjfoMTrffpSflOinжает следовать вниз. Больщая часть капель жидкости, находящихся в потоке, ударяется о стенку, прилипа.ет к ней и стекает по стенке на дно камеры. Часть капель жидкости, ударившихся о стенку, разбрызгивается. Брызги вместе с теми каплями, которые в результате турбулентности потока не ударились о стенки, увлекаются потоком отразившегося газа вниз. В нижней части корпуса капли оседают на дно под влиянием инерции и гравитации, а газ поворачивает кверху и покидает камеру через патрубок 7.

703122 Сепарация жидкости от газа в нижней части камеры обусловлена в числе прочих факторов уменьшением линейной скорости потока в результате увеличения его поперечного сечения. Та часть жидкой фазы газожидкостной смеси, которая движется по стенкам патрубка,-благодаря его наклонному расположению скапливается в нижней части поперечного профиля канала патрубка. По выходе из патрубка эта часть жидкости не разбрызгивается потоком, а плавно стекает по желобу в нижнюю часть корпуса, где скорость газа небольшая и нет условий для разбрызгивания. В том случае, если в камере имеется жидкость, клапан всплывает и не препятствует удалению жидкости через патрубок 6. Когда жидкости нет, клапан опускается и препятствует попаданию газа в систему для обработки удаляемой жидкости. Наклонное расположение входного патрубка для подачи газожидкостной смеси и наличие желоба уменьшают вторичное разбрызгивание и брызгоунос. Автоматический поплавковый клапан препятствует попаданию газа в систему удаления отсепарированиой жидкости. Все это, а также комбинированное использование инерционно-ударного и гравитационного принципов сепарации повыщает эффективность отделения жидкости сепаратором по сравнению с прототипом на 45-51 /0. Использование стенки сепаратора в качестве отбойной пластины и отсутствие сложных приспособлений внутри сепаратора упрощает его изготовление, в отличие от аналогов уменьшает сопротивление потоку и облегчает очистку сепаратора, что особенно важно при использовании его в микробиологической промышленности. Формула изобретения 1.Сепаратор для отделения жидкости от газожидкостной смеси, включающий вертикальный цилиндрический корпус с входным патрубком и выходным патрубком, расположенным в верхней части корпуса, патрубок удаления жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки газа, входной патрубок расположен йод углом к оси корпуса и его нижний конец снабжен желобом. 2.Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что угол между входным патрубком и осью корпуса составляет 10-20°, а нижний конец входного патрубка расположен на расстоянии от стенки корпуса, равном 0,2- 0,4 диаметра корпуса. 3.Сепаратор по пп. 1и2, отличающийся fем, что, желоб выполнен полукруглого сечения с диаметром, равным диаметру вход-ного патрубка, нижний конец желоба распо