Механический сепаратор Советский патент 1981 года по МПК B01D45/14 B04B5/08 

Изобретение относится к технике разделения двухфазных потоков и может быть использовано, например, в энергетической и топливно-газовой отраслях промьшшенности .

Известен механический сепаратор для разделения двухфазных потоков, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, сепарационное колесо с радиальными лопатками, установленное на валу, расположенном по оси корпуса и закрепленном в подщипниках, и улавливающую камеру, образованную лентами, закрепленными по периферии сепарационного колеса и образующими усеченные конуса с щелями между задней кромкой входной ленты и передней кромкой выходной ленты, перекрывающими одна другуюр}

Однако сепарирующая способность колеса относительно нияка и требует установки нескольких последовательных ступеней сепарпции. Это связано с том, что частицы жи;1.к( или

твердой фазы, соприкасаясь со лплош ньм бандажем и накапливаясь под ним, движутся вместе с основным потоком в осевом направлении и препятствуют выбросу сепаратора в щель между направлякнцей лопаткой .и колесом своей ступени.

В связи с этим предусматривается вторая щель между бандажем и направtoляющей лопаткой последующей ступени. 0 |;нако это требует изменения плавности меридионального отвода по .периферии сепарирующей проточной части, что создает вихри при встрече потока

15 с выступающими элементами направляющего аппарата. При этом часть сепаратора уносится обратно в поток и уменьшается коэффициент сепарации. Наличие нескольких ступеней сепаргции

20 а также вихрей на периферии меридио ; нального отвода приводит к увеличению потерь энергии, затрачиваемой на разделение двухфазного потока. Цель изобретения - увеличение коэффициента сепарации и уменьшение потерь энергии при разделении двухфазного потока. Поставленная цель достигается тем что сепаратор, содержавши корпус с , отводящими патрубками сепарационное колесо с радиальными лопатками, уста новленное на валу, закрепленном в подшипниках, и улавливающую камеру , выполненную в виде двух усеченных ко нусов, закрепленных по периферии сепарационного колеса, снабжен установ ленным на сепарационном колесе между усеченными конусами и лопатками перфорированньм бандажем, а усеченные конусы установлены большими основани ями друг к другу, при этом основание первого по ходу газа усеченного конуса выполнено с большим диаметром, чем соответствующее основание второго усеченного конуса На чертеже изображен механический сепаратор, разрез. Сепаратор содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубка ми, направляющий аппарат 4, операционное колесо 5 с лопатками 6. На периферии колеса 5 имеется вращаю щаяся улавливающая камера 7, образованная с внутренней стороны перфорированным бандажем 8, .с наружной стороны - бандажем, состоящим из входной 9 и выходной 10 лент. Входная лента 9 соединена плотно с перфорированньм бандажем 8 со стороны входных кромок 11 лопаток 6 и расположена над выходной лентой 10 так, что между ними имеется кольцевая щель 12. Между выходной лентой 10 и перфорированным бандажем 8 со стороны выходньпс кромок 13 лопаток 6 имеется кольцевая щель 14. Выходная лента 10 имеет осевой гребень 15 создающий уплотнение между колесом 5 и корпусом I сепаратора. Для отвода сепаратора имеется образованная стенками корпуса 1 кольцевая периферийная улавливающая камера 16. Сепаратор работает следующим образом. В корпус 1 сепаратора через подво дящий патрубок 2 к направляющему аппарату 4 подается двухфазный поток. Из направляющего аппарат 4 поток поступает на лопатки 6 сепарирующего колеей 5, где под воздействием инерционных сил сепарат оседает на поверхность лопаток 6 и по ним перемещается к перфорированному бандажу 8, оседает на нем и проникает под действием центробежных сил во вращающуюся улавливающую камеру 7. Те же инерционные силы перемещают сепарат в наружно-наклонном направлении относительно оси колеса, по входной 9 и выходной 10 лентам наклонного бандажа в направлении щели 12, через которую сепарат сбрасывается в камеру 16. В связи с тем, что. давление за лопаткой 6 может быть меньше давления в камере 16, лента 10 имеет гребень 15, уплотняющий зазор между колесом 5 и корпусом 1. Та часть сепаратора, которая под гребнем 15 протекает через этот зазор, попадает в кольцевую щель 14, затем за счет насосного эффекта отбрасывается на внутреннюю стенку ленты 10, попадая, таким образом, опять во вращающуюся улавливающую камеру 7, и через щель 12 направляется опять в камеру 16. Увеличение коэффициента сепарации происходит благодаря тому, что наличие перфорированного бандажа 8 не препятствует сепар.ации двухфазной среды. Кроме того, частицы сепарата, соприкасаясь с перфорированным бандажем проходят через него под действием инерционных сил и попадают во вращающуюся улавливающую камеру 7. Уменьшается вероятность скопления сепарата под бандажем и уноса его потоком двухфазной среды в осевом направлении. Вращающаяся улавливающая камера с наклонными бандажными лентами 9 и 10 и кольцевой щелью 12 образующие которой имеют определенный гол наклона, создает насосный эффект, за счет которого оседающий на перфорированном бандаже 8 сепарат отсасывается в камеру 7 и сбрасывается в камеру 16. Часть сепарата, по бандажу проходящая к выходным кромкам лопаток и поступающая через зазор, уплотненный гребнем 15, за счет насосного эффекта через щель 14 вновь попадает в камеру 7 и далее в камеру 16. , Увеличение коэффициента сепарации на колесе позволяет создавать сепараторы с малым числом ступеней и, тем самым, уменьшить затраты энергии на разделение двухфазного потока. Наличие плавного периферийного меридиального отвода и отсутвие вихрей на перифериИ|В свою очередь, уменьшает -затраты энергии на сепарацию. Формула изобретения Механический сепаратор, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, .сепарационное колесо с радиальными лопатками, установленное на валу, закрепленном в подшипниках и улавливающую камеру, выполненную в виде двух усеченных конусов закрепленных по периферии сепарационного колеса, отличающийс тем, что, с целью увеличения коэффи циента сепарации и уменьшения потер энергии, он снабжен установленным 2 на сепарационном колесе между усеченными конусами и лопатками перфорированным бандажем, а усеченные конусы установлены большими основанияьш друг к другу, при этом основание первого по ходу газа усеченного конуса выполнено с большим диаметром, чем соответствующее основание второго усеченного конуса. Источники информации, принятые во внимаиие при экспертизе I. Патент Австрии 346821, кл. В 12 D 005/05, В 01 О 45/24, опублик. 27.11.78.

I 54

I I