Вихревой сепаратор Советский патент 1980 года по МПК B01D45/12 B01D53/00 

(54) ВИХРЕВОЙ СЕПАРАТОР Сепаратор предназначен для термо динс1мического .разделения смесей газов и может найти применение в хими ческой, нефтяной, горнообогатительной и других видах промышленности. Известен вихревой сепаратор для термодинамического разделения смесей газов, содержащий корпус с патрубками для ввода смеси газов и вывода конденсата и газа и вихревую камеру, закрепленную по оси .корпуса, на входном конце которой установлена входная камера с соплом 1 . Недостатком конструкции этого се паратора является неполное извлечение конденсирующихся компонентов из-за недостаточной эффективности отвода конденсата только одной кольцевой телью. Это определяется тем, что основная масса конденсата может быть сосредоточена в парокапельном слое около жидкостной пленки.. Часть.парркапельного слоя будет выноситься газовым потоком. Эффективность данной кснструксял сепаратора обеспечивается как отводе. жидкости при термодинамическ1 х параметрах газа, так и стабилизацие отводимой пленки во второй ступени сепарации путем уменьшения скорости газа. Конструктивно уменьшение скорости газа достигается увеличением диаметра сепаратора,.что не во всех случаях является возможным. Целью изобретения я.вляется повышение степени разделения, . Поставленная цель достигается тем, что вихревая камера выполнена в виде двух конических обечаек, соединенных между, собой большиьш основаниями. На чертеже показан вихревой сепаратор, разрез. Во входной камере 1 размешены патрубок 2 для входа смеси газов, сопло 3 и диафрагма 4 с патрубке 5 для выхода холодного потока. Вместо диафрагмы 4 ьюжет быть ycтc.v oвлeнa заглушка. В .вихревой камере 6, начиная от сопла, выполнены коиденсатоотводящие те.пи 7, сообщающиеся с полостью корпуса 8 конденсатосборника, которая образована между вихревой камерой 6 и корпусом 8. Дополнительная вихревая камера 9 выполнена конической и соединяется с основной вихревой камерой 6 наибольшими диаметргили. У другого конца камеры 9 установлен сепарационный патрубок 10 и патрубок 11 для отвода конденсата. В корпусе 8 размещен патрубок 12 для отвода конденсата. Вкхревой сепаратор работает следующим образом. Исходный газ поступает во входную камеру 1 через патрубок 2. Далее газ через сопло 3 входит в полость вихре вой камеры 6. В результате вихревого эффекта энергетического разделения газа входящий поток разделяется на два потока с различной температурой Холодный поток выходит через диафраг му 4 иЪатрубок 5, а горячий - через сепарационный патрубок 10. Когда не требуется получения горячего и холодного потоков газа, диафрагма 4 заменяется заглушкой. При разгоне газа в сопле 3 достигается околозвуковая скорость истечения газового потока. За счет увеличения скорости газа понижается его термодинамическая температура. Образующееся пересыщение газа парами компонентов при.водит к их конденсации. Сконденсировавшиеся, а также имеющиеся на входе в сепаратор капельки сепарируются в поле значительных центробежных сил и образуют на поверхности верхне го вихревого корпуса жидкостную пленку и возле нее парокапельный слой. Жидкостная пленка и частично парокапельный слой отводятся через конденсатоотводящие щели 7 в полость образованную между вихревой камерой и корпусом 8. Необходимость устройст ва конденсатоотводяших щелей 7 в нескольких сечениях вихревой камеры б вызвано тем, что сепарация капель имеющих полидисперсную структуру, происходит во времени. Кроме того, с помощью конденсатоогводящих щелей отбирается, в основном, пленка жидкости. От предыдущей к последующей щели 7 пленка жидкости всостанавливается из парокапельного слоя. Таким образом возможенследующий этап отвода конденсата. Конденсат проходит в полость, образованную между корпусом 8, вихревой камерой 6 и дополнительной вихревой камерой 9, и выводи ся из сепаратора по патрубку 12. Окончательная сепарация происходит при образовании стабильной пленки конденсата на стенке дополнительной вихревой камеры 9. В результате уменьшения скорости газа коническая поверхность дополнительной вихревой камеры 9 стабилизирует, существенно увеличивает толшину жидкостной пленки и облегчает ае отвод. Конденсат отделяется от газового потока с помощью сепарационного патрубка 10 и выводится через патрубок 11. Газовый поток выходит из аппарата по сепарационному патрубку 10. Таким образом, применение предлагаемого сепаратора повышает степень извлечения компонента из газовой смеси благодаря сепарации конденсирующихся компонентов газа в две ступени. Первая ступень - сепарация конденсата при термодинамических параметрах околозвукового газового потока. Вторая ступень - окончательная сепарация при образовании стабильной пленки на конусной поверхности нижнего вихревого корпуса. Формула изобретения Вихревой сепаратор для термодинамического разделения смесей газсв, содержащий корпус с патрубками для ввода смеси газов и вывода конденсата и газа, входную камеру с соплом и вихревую камеру закрепленную по оси корпуса, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности разделения за счет стабилизации процесса конденсации, вихревая камера выполнена в виде двух.конических обечаек, соединенных между собой большими основаниями. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 258319, кл. В 01 D 45/12, 16.09.-68 (прототип).