СЕПАРАТОР ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ

Сепаратор газожидкостный
Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области отделения дисперсных частиц от газов с использованием центробежных сил и может найти применение в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.
Предшествующий уровень техники.
Из уровня техники известен сепаратор газовый - патент РФ №2460569 на изобретение, МПК B01D 45/12, 2012 [2]. Как и в заявленном техническом решении указанный аналог содержит вертикальный корпус, входной, выходной и сливной патрубки, сепарирующее устройство. Сепарирующее устройство выполнено на базе малогабаритного высокоэффективного вертикального сепаратора вихревого типа. Сепарирующее устройство жестко закреплено, по крайней мере, на одном опорном элементе вертикального корпуса сепаратора газового.
Недостатком указанного аналога является сложность конструкции.
Также известен сепаратор газовый вихревого типа - патент РФ №2454266 на изобретение, МПК B01D 45/12, 2012 [1]. Как и в заявленном техническом решении указанный аналог содержит вертикальный корпус, нижнее днище, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, ложное днище.
Недостатком указанного аналога является неэффективное разделение газожидкостного потока вследствие отсутствия элементов для тонкой доочистки газового потока
Также известно устройство, например, сепаратор газовый - патент РФ №2310497 на изобретение, МПК B01D 45/12, B04C 5/00, 2007 [3]. Как и в заявленном техническом решении указанный аналог содержит вертикальный корпус, входной и сливной патрубки, выходное отверстие, сепарационное устройство, жестко закрепленное, по крайней мере, на одном из опорных элементов. Сепарационное устройство выполнено на базе промышленно выпускаемого малогабаритного вертикального сепаратора вихревого типа и содержит входное, выходное и дренажное отверстия, дефлектор и сепарационный элемент.
Недостатком указанного аналога является неэффективное разделение газожидкостного потока в случае наличия в нем большого количества жидкости.
Указанный аналог [3] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является значительное повышение эффективности работы сепаратора за счет двухступенчатой сепарации газа.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что сепаратор газожидкостный содержит вертикальный корпус, входной патрубок, расположенный тангенциально к внутренней поверхности вертикального корпуса, выходное отверстие, сливной патрубок, сепарирующее устройство, выполненное в виде малогабаритного сепаратора вихревого типа.
Заявляемый сепаратор газожидкостный отличается тем, что входное отверстие сепарирующего устройства расположено выше входного патрубка сепаратора газожидкостного.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом. Сепарирующее устройство расположено соосно вертикальному корпусу сепаратора газожидкостного. Сепарирующее устройство состоит из обечайки, верхнего и нижнего днища, входного, выпускного и дренажного отверстий, дефлектора с отражательной  пластиной, ложного днища и сепарационного пакета. Выпускное отверстие сепарирующего устройства жестко связано с выходным отверстием сепаратора газожидкостного. Сепарационный пакет расположен внутри обечайки соосно вертикальному корпусу сепаратора газожидкостного. Дефлектор и входное отверстие выполнены так, что направление потока газожидкостной смеси на входе в газожидкостный сепаратор и на входе в сепарирующее устройство совпадают. Сепаратор газожидкостный имеет съемную нижнюю крышку. Между нижней крышкой и вертикальным корпусом установлена прокладка. Площадь поперечного сечения пространства между внутренней поверхностью вертикального корпуса сепаратора газожидкостного и наружной поверхностью обечайки сепарирующего устройства больше или равна площади внутреннего диаметра входного патрубка сепаратора газожидкостного.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показана схема сепаратора газожидкостного (продольный разрез Б - Б фиг. 2), на фигуре 2 показана схема сепаратора газожидкостного (поперечный разрез А - А фиг. 1), на фигуре 3 показан выносной элемент I сепаратора газожидкостного (фиг. 1), на фигуре 4 показан выносной элемент II сепаратора газожидкостного (фиг. 1).
Перечень ссылочных обозначений:
1 - вертикальный корпус;
2 --входной патрубок;
3 - выходное отверстие;
4 - нижняя крышка;
5 - сливной патрубок;
6 - сепарирующее устройство;
7 - обечайка;
8 - входное отверстие;
9 - дефлектор;
10 - отражательная пластина;
11 - верхнее днище;
12 - выпускное отверстие;
13 - нижнее днище;
14 - дренажное отверстие;
15 - сепарационный пакет;
16 - ложное днище;
17 - прокладка;
Осуществление технического решения.
Сепаратор газожидкостный (фиг. 1 - фиг. 4) содержит вертикальный корпус (1) с входным патрубком (2) и выходным отверстием (3), нижнюю крышку (4) со сливным патрубком (5), опорные элементы (не показаны) и сепарирующее устройство (6).
Входной патрубок (2) расположен тангенциально к внутренней поверхности вертикального корпуса (1). Площадь поперечного сечения пространства между внутренней поверхностью вертикального корпуса (1) сепаратора газожидкостного и наружной поверхностью обечайки (7) сепарирующего устройства (6) больше или равна площади внутреннего диаметра входного патрубка (2) сепаратора газожидкостного.
Между нижней крышкой (4) и вертикальным корпусом (1) установлена прокладка (17).
Сепарирующее устройство (6) выполнено в виде малогабаритного сепаратора вихревого типа, расположено соосно вертикальному корпусу (1) сепаратора газожидкостного и закреплено, по крайней мере, на одном из опорных элементов (не показано). Сепарирующее устройство (6) содержит обечайку (7), верхнее днище (11), нижнее днище (13), входное отверстие (8), выпускное отверстие (12), дренажное отверстие (14), дефлектор (9) с отражательной пластиной (10), сепарационный пакет (15), ложное днище (16). Дефлектор (9) с отражательной пластиной (10) смонтированы у входного отверстия (8). Дефлектор (9) и входное отверстие (8) выполнены так, что направление потока газожидкостной смеси на входе в сепаратор газожидкостный и на входе в сепарирующее устройство (6) совпадают. Входное отверстие (8) расположено выше входного патрубка (2), то есть нижний срез входного отверстия (8) расположен выше верхнего среза входного патрубка (2). Сепарационный пакет (15) расположен внутри обечайки (7) соосно вертикальному корпусу (1).
Выпускное отверстие (12) сепарирующего устройства (6) жестко связано с выходным отверстием (3) вертикального корпуса (1) сепаратора газожидкостного.
Сепаратор газожидкостный работает следующим образом.
Подлежащий очистке газ поступает в сепаратор газожидкостный через входной патрубок (2) расположенный тангенциально к внутренней поверхности вертикального корпуса (1). Вследствие этого происходит завихрение газового потока. В пространстве, образованном внутренней поверхностью стенки вертикального корпуса (1) сепаратора газожидкостного и наружной поверхностью обечайки (7) сепарирующего устройства (6), из газового потока выделяется основная масса жидкости. Капли жидкости отбрасываются центробежной силой на внутреннюю поверхность стенки вертикального корпуса (1) и под действием инерционных и гравитационных сил движутся вдоль этой стенки по нисходящей спирали по ходу вращения газового потока к нижней крышке (4).
Подлежащий последующей осушке газ поступает в сепарирующее устройство (6) через входное отверстие (8). Дефлектор (9) плавно изменяет направление движения газа и формирует вихревое движение газа вокруг сепарационного пакета (15). В пространстве, образованном внутренней поверхностью обечайки (7) сепарирующего устройства (6) и сепарационным пакетом (15), из газового потока выделяются капли жидкости. Капли жидкости отбрасываются центробежной силой на внутреннюю поверхность обечайки (7) сепарирующего устройства (6) и под действием инерционных и гравитационных сил движутся вдоль обечайки (7) по нисходящей спирали по ходу вращения газового потока к ложному днищу (16). Достигнув ложного днища (16), жидкость проходит через кольцевой зазор между внутренней поверхностью обечайки (7) и ложным днищем (16) и транспортируется к расположенному в нижнем днище (13) дренажному отверстию (14) и далее к нижней крышке (4) сепаратора газожидкостного. Жидкость, по мере накопления в нижней крышке (4), сбрасывается из сепаратора газожидкостного через сливной патрубок (5).
Предварительно очищенный газ поступает, для окончательной очистки, в сепарационный пакет (15), где проходит окончательную очистку. Из сепарационного пакета (15) очищенный газовый поток через выпускное отверстие (12) поступает потребителю.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом промышленном предприятии и найдет широкое применение на объектах нефтяной и газовой, химической промышленности.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Патент РФ № 2454266 на изобретение, B01D 45/12, 2012г.
2. Патент РФ № 2460569 на изобретение, B01D 45/12, 2012г.
3. Патент РФ № 2310497 на изобретение, B01D 45/12, B04C 5/00, 2007г.