ЦИКЛОННО-ТАРАННЫЙ СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к аппаратам для центробежного отделения жидкости, может быть использована в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях промышленности в случае необходимости напорного вывода отсепарированной жидкости из потока в гидравлическую магистраль, давление в которой выше, чем давление транспортного газа на входе в сепаратор.
Известен отделитель жидкости, способный только за счет энергии транспортного потока газа с давлением на входе в него ниже атмосферного, отсепарировать и вывести из него жидкость с давлением выше атмосферного (см. авторское свидетельство СССР №1456193, МПК В01D 45/12, 1986 г.).
Он состоит из цилиндрического корпуса, тангенциального входного патрубка и осевой выхлопной трубы, выполняющих роль циклона, обеспечивающего сепарацию жидкости. Внутри этого цилиндрического корпуса (циклона) установлены: питательный трубопровод с ударным клапаном и соединенный с ним нагнетательный трубопровод с нагнетательным клапаном, выполняющие функцию гидротаранной установки, обеспечивающей вывод отсепарированной жидкости во внешнюю магистраль с давлением превышающим давление на входе в циклон.
Однако, такой отделитель работает недостаточно надежно из за того, что у него возможны сбои в работе гидротаранной установки и ее остановки.
Это возникает в силу того, что ударный клапан гидротаранной установки на такте разгона сбрасывает через себя часть отсепарированной жидкости внутрь циклона, которая подхватывается закрученным потоком транспортного газа, отбрасывается к стенке циклона и по пути задевает за шток ударного клапана, что может сбить его с ритмичной работы, а иногда и остановить. В этом случае для перезапуска гидротаранной установки требуется остановка потока транспортного газа на входе в циклон с тем, чтобы исчез питательный напор (т.е. исчез перепад давления между отброшенной к стенке циклона центробежными силами жидкостью и газом в центре циклона) и ударный клапан под действием своего веса открылся. Такой перезапуск тарана неудобен в обслуживании, т.к. требует остановки техпроцесса..
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности работы и удобства обслуживания циклонно-таранного сепаратора.
Поставленная задача решается тем, что ударный клапан гидротаранной установки дополнительно снабжен соосно с ним сориентированными полым экранирующим цилиндром и пусковым устройством, состоящим из подпружиненного стержня с плоской головкой на конце, установленного в направляющей втулке на корпусе циклона, причем диаметр экранирующего цилиндра и его длина выбраны соответственно в пределах от 2-х до 3-х и от 4-х до 5 от диаметра ударного клапана.
Полезная модель поясняется чертежом.
Циклонно-таранный сепаратор содержит циклон, состоящий из корпуса 1, тангенциального входного патрубка 2 и осевой выхлопной трубы 3, и гидротаранную установку, состоящую из питательного трубопровода 4 с ударным клапаном 5 и соединенный с ним нагнетательный трубопровод 6 с нагнетательным клапаном 7, при этом открытый конец 8 питательного трубопровода 4 расположен у стенки корпуса 1 и направлен навстречу потоку отсепарированной жидкости 9, а нагнетательный трубопровод 6 соединен с внешней гидравлической магистралью (не показана). Ударный клапан 5 помещен в полый и соосно с ним ориентированный экранирующий цилиндр 10. Диаметр этого цилиндра и его длина выбраны соответственно в пределах от 2-х до 3-х и от 3-х до 4-х от диаметра нагнетательного клапана 7. На корпусе циклона 1, над ударным клапаном 5, также соосно с ним, установлено пусковое устройство, состоящее из подпружиненного стержня 11 с плоской головкой на конце 12, установленного в направляющей втулке 13.
Циклонно-таранный сепаратор работает следующим образом.
Газожидкостной поток поступает через входной тангенциальный патрубок в циклон, где центробежными силами инерции жидкость отбрасывается к стенке циклона с образованием градиента давления по радиусу, т.е. с образованием перепада давления между отсепарированной жидкостью у стенки и потоком газа в центре. Этот перепад давления служит питательным напором для гидротаранной установки, которая на такте нагнетания выводит жидкость через нагнетательный клапан наружу с давлением, определяемым сопротивлением внешних гидравлических магистралей потребителя, а на такте разгона сбрасывает жидкость под пониженным давлением внутрь экранирующего цилиндра. Сброшенная жидкость, под действием силы тяжести, опускается ниже этого цилиндра, подхватывается закрученным потоком газа и отбрасывается опять к стенке циклона. При этом она не бьет по штоку ударного клапана и не мешает ему ритмично работать. Если сбой в работе ударного клапана все-таки произошел, по этой или какой-нибудь другой причине, то необходимо вручную нажать на стержень пускового устройства. Стержень опустится и нажмет на шток ударного клапана, т.е. ударный клапан откроется и через него пойдет все возрастающий поток жидкости, который все возрастающим напором струи закроет ударный клапан, что приведет к гидравлическому удару в питательной трубе. При этом давление в ней резко повысится, откроется нагнетательный клапан и пропустит через себя часть потока жидкости, вследствие чего давление в питательной трубе упадет и опять откроется ударный клапан. Подобным образом циклы работы гидротаранной установки будут повторяться автоматически.
Технический результат предлагаемого технического решения состоит в том, что установка полого экранирующего цилиндра защищает ударный клапан от действия аэродинамических сил закрученного потока транспортного газа подхватывающего сброшенные капли и бьющего ими по штоку ударного клапана, т.е. сбивающими клапан с ритма, а наличие пускового устройства обеспечивает принудительное открытие ударного клапана, т.е. запуск гидротаранной установки.
Это позволяет решить поставленную задачу - повысить надежность работы и удобство обслуживания циклонно-таранного сепаратора.
Применение данной конструкции позволяет вести технологический процесс по сепарации жидкости более ритмично, без частых остановок подачи транспортного газа.