Сепаратор для отделения частиц изпОТОКА СплОшНОй СРЕды Советский патент 1981 года по МПК B04C3/00 

Изобретение относится к технике очистки сплошных сред в химической технологии и энергетике. ИзвесТчн сепаратор для отделения капельной жидкости из газового потока, содержащий корпус, входной, выходной и отводящий патрубки, коаксиальный корпусу перфорированный стакан, кольцевые перегородки между кор пусом и перфорированным стаканом и установленные внутри стакана направляющие конические тела и дисковые завихрители потока 111. Однако сепаратор обладает значительным гидравлическим сопротивлением и низкой эффективностью сепарации за счет срыва пленки или конгломератов частиц с завихрителей и направляющих конических тел. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является сепаратор, со держсцдий корпус с входным, выходным патрубками и патрубком отвода частиц, коаксиальнойустановленный внутри корпуса перфорированный стакан, кольцевые перегородки между корпусом и перфорированным стаканом и шайбы, размещенные внутри перфорированного стакана. Сепарация в данном устройстве происходит эа счет изменения условий течения газа в пристенной области около шайб 2. Недостаток известного сепаратора состоит в том, что для частиц различных размеров не обеспечивается эффективное их осаждение на поверхность перфорированного стакана в пристенных зонах, что ведет к повторному вовлечению частиц в поток. Цель изобретения - повышение эффективности отделения частиц из потока за счет интенсификации процесса осаждения их в вихревых пристенных зонах. Поставленная цель достигается тем, что сепаратор снабжен упорной резьбовой втулкой, которой соединен с шайбами, выполненными спиральными, имеющими соотношение размеров, опреде-г ляемое- по формулам 0, й2, 0,7 iO,8 где h - шаг спирали (расстояние между витками), м; d - внутренний диаметр шайбы, м, сР-- толщина витка, м; О - наружный диаметр шайбы, м. Спиральное шайбы являются источником вихреобразования и в то же вре мя вынуждают среду двигаться по спирсши. При этом частицы под действием поля центробежных сил мигрируют к стенкам и, осаждаются на них в образованных вихревых зонах. На чертеже -представлен сепаратор, общий вид. Сепаратор содержит входной патрубок 1, выполненный в виде.усеченного конуса, корпус 2 с фланцами, установ ленный коаксиально к корпусу 2 перфо рированный стакан 3, кольцевые перегородки. 4, закрепленные на наружной поверхности перфорированного стакана 3 с зазором к поверхности корпуса 2, спиральные шайбьа 5, установлен ные внутри перфорированного стакана контактирующие с упорной резьбовой втулкой 6, поглотитель частиц 7, выходной патрубок 8, соосный корпусу 2 отводящий патрубок 9. CenapciTOp работает следующим образом. Поток загрязненной частицами газовой или жидкой среды поступает через входной патрубок 1 к перфорированному стакану 3 и к спиральным шай бам 5. Среда при.этом получает вынуж денную закрутку в результате вязкого взаимодействия со спиральными шайбами 5. Это побуждает частицы интенсив но мигрировать к стенкам стакана 3 под воздействием центробежных сил. В пространстве у стенки стакана 3 между шайбами 5 возникают в хревые зоны, которые способствуют инерционному осаждению частиц в отверстия стакана 3. Указанные количественные соотношения размеров шайб обеспечивают отделение частиц из среды в широком диапазоне изменения плотностей и вязкости частиц и средн. Однако уменьшение расстония между витками спиральных шайб 5 ниже отношения - 0,5 и соответствующее увеличение их количества приводит к резкому увеличению потерь давления за счет трения При увеличении отношения шага витка к его толщине свыше 2-х, вихреобразо вание становится крайне малым при отделении частиц из потоков сплошной среды с большой вязкостью. Выбор отн шения внутреннего диаметра спиральны шайб 5 к внешнему их диаметру, равным 0,7-0,8, вызван с одной стороны необходимостью .интенсифицировать про цесс закрутки среды, а с другой - снизить гидравлическое сопротивление тракта. Изменение шага спиральных шайб 5 Осуществляется упорной резьбовой вту кой 6, что позволяет подбирать наиболее эффективный шаг в названном ди пазоне для сред с различной вязкость и плотностью, для вязких сред следуе выбирать наибольший шаг и наибольшее отношение внутреннего диаметра к внешнему спиргшьных шайб 5. Для мелких частиц, обладающих малой инерционностью по сравнению со сплошной средой, необходимо выбирать меньшее расстояние между шайбами для сохранения их пульсационного вихревого движения, для брлее крупных - больший шаг. Для предотвращения срыва в очищенный попоток конгломератов частиц или образующейся пленки на наружную поверхность стакана 3 установлен поглотиттель частиц 7, изготовленны.й из капиллярно-пористого материала. Движение несущей среды, проникающей в пространство между корпусом 2 и стаканом 3, стабилизируется кольцевыми перегородками 4, частицы и часть среды удаляются через патрубок 9. Основная масса среды, очищенная от частиц, выходит через патрубок 8. Как показали проведенные испытания, сепаратор обладает высокой эффективностью отделения частиц размерами 0,5-5 мкм 60-70%, размерами 550 мкм 80-85%, что на 20% превосходит эффективность отделения известных сепараторов. сопротивление предлагаемого .сепаратора лишь на 3-5% больше сопротивления гладкой трубы и в 2-3 раза меньше сопротивления известннгх сепараторов при том же расходе .среды. Сепаратор эффективен как при отделении жидких или твердых частиц из газового потока, так и при сепарации твердых частиц из жидкости. Формула изобретения Сепаратор для отделения частиц из потока сплошной среды, содержащий корпус с входным, выходным патрубками и патрубком отвода частиц, коаксиально установленный внутри корпуса перфорированный стакан, кольцевые перегородки между корпусом и перфорированным стаканом и шайбы, размещенные внутри перфорированного стакана, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отделения частиц из потока за счет интенсификации процесса осаждения их в вихревых пристенных зонах, он снабжен упорной резьбовой втулкой, которой соединен с шайбами, выполненными спиральными, имеющими соотношение размеров, определяемое по формулам 0,5 |- 2, 0,7 - 0,8 где h - шаг спирали (расстояние между витками), м; d - внутренний диаметр шайбы, м; (У- толщина витка, м; D - наружный диаметр шайбы, м. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 245011, кл. В 01 О 46/24, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 633561, кл. В 01 О 46/24, 1976.