ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к устройствам для разделения газожидкостных потоков с использованием центробежных сил и может быть использована в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известен центробежный сепарационный элемент (патент РФ №2150315, B01D 45/12, опубл. 10.06.1998, бюл. №16), включающий обечайку, два последовательно установленных завихрителя и ловушку отделенной жидкости, при этом внутри обечайки между завихрителями установлен рециркуляционный элемент, выполненный в виде замкнутой полости, снабженной входами и выходом, а в стенке обечайки выполнены отверстия, причем входы 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 устройств являются:
- обечайка;
- завихритель;
- ловушка отделенной жидкости.
Недостатком известного устройства является высокое гидравлическое сопротивление, обусловленное наличием двух последовательно установленных завихрителей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является центробежный сепарационный элемент (патент РФ №2140317, B01D 45/12, опубл. 27.10.1999, бюл. №30), включающий обечайку с ловушкой отделенной жидкости и завихритель, при этом 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, при этом выступающая торцовая часть полого тела снабжена газоподводящими патрубками.
Общими признаками известного и предлагаемого устройств являются:
- обечайка;
- завихритель;
- ловушка отделенной жидкости;
- вытеснитель в виде полого тела, размещенный внутри обечайки соосно с ней.
Недостатком известного элемента является повышенное гидравлическое сопротивление и низкая эффективность разделения газа и жидкости вследствие образования в нижней части завихрителя и на его выходе циркуляционных токов и застойных зон, не позволяющих использовать рабочую поверхность в полной мере.
Технической задачей полезной модели является снижение гидравлического сопротивления и повышение эффективности разделения газа и жидкости.
Поставленная задача достигается тем, что центробежный сепарационный элемент, включающий обечайку с ловушкой отделенной жидкости, завихритель и вытеснитель, имеет установленный в центре завихрителя конусообразный направляющий элемент, а вытеснитель выполнен каплеобразной остроконечной формы, расширяющейся по направлению движения потока.
Кроме того, обечайка выполнена конусообразной формы.
Заявляемая совокупность признаков позволяет равномерно распределить газовый поток между тангенциально расположенными лопатками завихрителя и за счет этого устранить застойные зоны и исключить циркуляционные токи в самом завихрителе, уменьшая, тем самым, его гидравлическое сопротивление и повышая эффективность разделения газа и жидкости.
Выполнение обечайки конусообразной формы в сочетании с вытеснителем каплеобразной остроконечной формы позволяет устранить застойную зону и циркуляционные токи после завихрителя на входе в обечайку и по сечению потока по всей длине обечайки и за счет этого минимизировать потери давления по направлению движения.
На фигуре представлен общий вид центробежного сепарационного элемента.
Центробежный сепарационный элемент содержит обечайку 1 с ловушкой 2 отделенной жидкости, завихритель 3 и вытеснитель 4. В центре завихрителя 3 установлен конусообразный направляющий элемент 5. Вытеснитель 4 выполнен каплеобразной остроконечной формы, расширяющейся по направлению движения потока. Обечайка 1 может быть выполнена в виде сопла Лаваля (см. фиг.) или конусообразной формы (на фиг. не показана).
Центробежный сепарационный элемент работает следующим образом. Газожидкостный поток поступает через завихритель 3 в обечайку 1 центробежного элемента, где закручивается с минимальными гидравлическими потерями за счет установленного конусообразного направляющего элемента 5. Под действием центробежной силы, возникающей за счет закрутки потока в завихрителе 3, жидкость поступает в обечайку и в сформированном центробежном поле твердые и жидкие аэрозоли осаждаются на внутреннюю поверхность обечайки 1. Уловленная жидкость отводится из потока через ловушку 2 отделенной жидкости, а очищенный газ отводится через ее центральное отверстие.