ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к технике разделения дисперсных потоков: газа, капельной жидкости и механических примесей (шлама) и может быть использована в различных отраслях промышленности, например, в газовой или нефтяной.
Известен центробежный сепарационный элемент по патенту РФ №2150315, B01D 45/12, опубл. 10.06.1998 г., Бюл. №16, содержащий обечайку, два последовательно установленных завихрителя и ловушку отделенной жидкости, внутри обечайки между завихрителями установлен рециркуляционный элемент, выполненный в виде замкнутой полости, снабженной входом и выходом, а в стенке обечайки выполнены отверстия, причем входы в рециркуляционного элемента соединены с обечайкой по периметру отверстий, а выход расположен в центральной части обечайки на расстоянии 0,8-1,0 диаметра обечайки от первого завихрителя.
Общими признаками известного и предлагаемого устройства являются:
- два последовательно установленных завихрителя;
- ловушка отделенной жидкости;,
- обечайка;
- рециркуляционный элемент, выполненный в виде замкнутой полости, снабженной входом и выходом.
Недостатком аналога является выполнение отверстий в обечайке и выход расположенный в центральной части обечайки, вследствие этого неэффективное разделение потока.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели и принятым за прототип является центробежный сепарационный элемент по патенту РФ №2140317, B01D 45/12, опубл. 27.10.99 г. Бюл. №30, содержащий обечайку с ловушкой отделенной жидкости и завихритель, внутри обечайки соосно ей размещено полое тело цилиндрической формы, один торец которого выполнен герметичным и выступающим над ловушкой отделенной жидкости, а другой торец выполнен в виде сопла и расположен над завихрителем, кроме того, выступающая торцовая часть полого тела снабжена газоподводящие патрубками.
Признаками, совпадающими с заявляемым решением, являются следующие:
- обечайка;
- завихритель всего потока;
- ловушка отделенной жидкости;
- размещение полого тела внутри обечайки соосно с последней;
- один торец полого тела выполнен герметичным и выступающим над ловушкой отделенной жидкости, выступающая торцовая часть полого тела снабжена газоподводящими патрубками.
Недостатком аналога является невозможность рециркуляции всего газа, попавшего в ловушку, вследствие свободного выхода смеси после ловушки к выходу газа из сепаратора, вследствие чего частичный унос дисперсной жидкости и шлама попавших в ловушку, неполный отвод газа, дисперсной жидкости и шлама на повторное разделение и унос части смеси на выход газа из сепаратора.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности разделения смеси путем полной рециркуляции всего газа и остатков дисперсной жидкости и шлама, попавших в ловушку, на повторную центробежную сепарацию.
Поставленная техническая задача решается тем, что снаружи обечайки, соосно ей размещен цилиндрический кожух, переходящий в верху в кольцеобразную перегородку, по внешней окружности герметично соединенную с верхней кромкой кожуха и по внутренней окружности герметично соединенную с наружной поверхностью ловушки отделенной жидкости, из верхней кольцеобразной перегородки выходят патрубки, соединяющие перегородку с выступающей верхней торцовой частью полого тела, открытый нижний торец полого тела снабжен вторым завихрителем, цилиндрический кожух и обечайка внизу герметично соединяются с горизонтальным поддоном, из поддона выходит дренажная трубка, соединенная с другой стороны с общим накопителем жидкости и шлама сепаратора. Таким образом, в заявляемом решении достигается высокая эффективность разделения газожидкостной смеси.
На рисунке изображен центробежный сепарационный элемент, который состоит из обечайки 1, с ловушкой 2 отделенной жидкости и шлама вверху обечайки, завихрителя 3 в нижней части обечайки 1. Внутри обечайки 1 соосно ей размещено полое тело 4 цилиндрической формы. Верхний торец 5 полого тела 4 выполнен герметичным и выступающим над ловушкой 2, а нижний торец выполнен открытым в виде второго завихрителя 6 и расположен над завихрителем 3. Выступающая часть полого тела 4 снабжена газоподводящими патрубками 7. Снаружи обечайки 1, соосно ей размещен цилиндрический кожух 8, переходящий вверху в кольцеобразную перегородку 9, по внешней окружности герметично соединенную с верхней кромкой кожуха 8 и по внутренней окружности герметично соединенную с наружной поверхностью ловушки 2. Из верхней кольцеобразной перегородки 9 выходят патрубки 7, соединяющие перегородку 9 с выступающей торцовой частью полого тела 4, цилиндрический кожух 8 и обечайка 1 внизу герметично соединяются с горизонтальным поддоном 10, из поддона 10 выходит дренажная трубка 11, соединенная с другой стороны с общим накопителем жидкости и шлама сепаратора.
Центробежный сепарационный элемент работает следующим образом.
Газовый поток, содержащий жидкость и шлам, поступает через завихри-тель 3 в центробежный элемент, под действием центробежных сил, возникающих за счет закрутки потока в завихрителе 3 жидкость и шлам осаждаются на внутреннюю поверхность обечайки 1 и потоком направляются к ловушке 2, после ловушки 2 пленочная жидкость и шлам направляются в полость образованную кожухом 8, кольцеобразной перегородкой 9, обечайкой 1 и поддоном 10, осаждаются на поддоне 10. Далее пленочная жидкость и шлам с поддона 10 выводятся через дренажную трубку 11, соединенную с общим накопителем жидкости и шлама сепаратора. Часть газа направляется также через ловушку 2 в полость между кожухом 8, перегородкой 9, обечайкой 1 и поддоном 10. Газ, попавший в названную полость, остатки мелкодисперсных жидкости и шлама выводятся под действием разряжения через патрубки 7 под герметичный торец 5 полого тела 4 и далее через второй завихритель 6 выводятся в зону пониженного давления над завихрителем 3, при этом закручивается в ту же сторону, в которую закручивается основной поток, проходящий через завихритель 3, и смешиваются с основным потоком. Основной поток газа, очистившийся от жидкости и шлама и смешавшийся потоком рециркуляции, выходит вверх из центробежного сепарационного элемента.