ФИЛЬТР-СЕПАРАТОР

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Заявляемая полезная модель относится к фильтрам-сепараторам и предназначена для очистки газовоздушных смесей от механических примесей, аэрозолей воды и масла. Наиболее эффективно заявляемая полезная модель может быть использована в газотранспортных системах для удаления механических примесей и влаги из природного газа.
Известен фильтр-сепаратор для очистки газа и жидкого топлива от влаги и механических примесей, защищенный патентом UA на полезную модель №5544, класс МКИ В01Д 25/00, опуб. 15.03.2005. Фильтр-сепаратор состоит из вертикально ориентированного цилиндрического корпуса, снабженного крышкой, входным и выходным патрубками, дренажной системой и фильтрующим элементом. Фильтрующий элемент выполнен в виде полого цилиндра, установленного в корпусе с кольцевым зазором. Входной патрубок размещен в донной части корпуса и сообщается с внутренней полостью фильтрующего элемента, а выходной патрубок - на боковой поверхности корпуса в его верхней части.
Недостаток данной конструкции фильтра заключается в ограничении области его применения. Фильтр такой конструкции не может быть эффективно использован в газотранспортных системах, работающих под высоким давлением и при больших скоростях потоков газа. При этих
условиях при подаче газа на внутреннюю поверхность фильтрующего элемента может быть нарушена его структура или он может быть даже полностью разрушен.
Известен фильтр-сепаратор для очистки газовоздушных смесей от механических примесей, аэрозолей воды и масла, защищенный патентом UA на полезную модель №13319, класс МКИ В01Д 25/00. Такой фильтр выдерживает высокое давление газа и обеспечивает при этом эффективную очистку газа от влаги в виде аэрозолей, масла и механических примесей. Но если газ содержит большое количество капельной жидкости и крупные механические включения, то перед фильтром нужно устанавливать специальные сепараторы, способные очищать газожидкостную смесь как от жидкости, так от механических загрязнений (см. описания изобретений к авторскому свидетельству SU №1492522 и патентам RU №2147914, №2290984). Такие сепараторы выполняют роль первой (грубой) ступени очистки природного газа.
Таким образом, при существующем уровне техники для эффективной очистки газа для предотвращения выхода из строя контрольно-измерительных приборов и автоматики, которыми в обязательном порядке оснащаются современные газотранспортные, необходимо устанавливать последовательно аппараты для грубой и для тонкой очистки природного газа.
РАСКРЫТИЕ СУТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В основу заявляемой полезной модели поставлена задача создания фильтра-сепаратора, совмещающего в себе функции как грубой, так и тонкой очистки природного газа.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является фильтр-сепаратор по патенту UA №13319, МПК В01Д 25/00, опубл. 15.03.2006.
Недостатком известного фильтра-сепаратора является то, что он не может быть использован при очистке сильно загрязненных
газожидкостных потоков, т.е. область его применения ограничена.
Общими признаками заявляемого фильтра-сепаратора и фильтра-сепаратора по прототипу являются:
- выполнение фильтра-сепаратора в виде вертикально ориентированного цилиндрического корпуса;
- размещение в корпусе фильтра-сепаратора фильтрующего элемента;
- выполнение фильтрующего элемента в виде полого цилиндра, установленного в корпусе с кольцевым зазором;
- снабжение корпуса съемной крышкой, входным и выходным патрубками и дренажной системой;
- расположение входного патрубка в нижней части корпуса на его боковой поверхности;
- размещение выходного патрубка ниже нижнего уровня фильтрующего элемента;
- установление фильтрующего элемента на коленчатом переходе, соединяющим выходной патрубок с внутренней полостью фильтрующего элемента.
Техническая задача заключается в расширении области использования известного фильтра-сепаратора.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в известном фильтре-сепараторе, состоящем из вертикально ориентированного цилиндрического корпуса, внутри которого установлен с кольцевым зазором фильтрующий элемент, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного съемной крышкой, входным патрубком, размещенным в нижней части корпуса на его боковой поверхности и выходным патрубком, который расположен ниже нижнего уровня фильтрующего элемента и сообщается с внутренней полостью фильтрующего элемента посредством коленчатого перехода, в соответствии с предлагаемой полезной моделью
- корпус фильтра-сепаратора разделен на верхнюю и нижнюю камеры перегородкой, установленной на уровне входного патрубка и наклоненной вниз;
- в перегородке выполнено центральное отверстие;
- снизу к перегородке примыкает цилиндрический стакан;
Стакан вместе с перегородкой выполняет роль завихрителя входящего газового потока, способствующего выделению из потока газа механических загрязнений и крупных капель жидкости, а перегородка, кроме того, предотвращает поступление «грязного» газа в верхнюю камеру, предназначенную для тонкой очистки газа.
Для усиления эффекта завихрения на стакане снаружи в его нижней части могут быть установлены завихрительные лопатки.
Для исключения возможности «захвата» газом загрязнений, выделенных из него в результате завихрения потока, под стаканом на некотором расстоянии от него может быть установлен конус-отражатель очищенного газа, обращенный вершиной вверх.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЯ ЧЕРТЕЖА
На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого фильтра-сепаратора.
Фильтр-сепаратор для очистки газа состоит из корпуса 1, снабженного съемной крышкой 2 и днищем 3, тангенциальным входным патрубком 4 и выходным патрубком 5. Внутри корпуса 1 установлен фильтрующий элемент 6, внутренняя полость которого с помощью коленчатого перехода 7 соединена с выходным патрубком 5. Перегородка 8 делит корпус 1 фильтра-сепаратора на верхнюю и нижнюю камеры. В нижней камере к перегородке 8 примыкает стакан 9, снабженный завихрительными лопатками 10. Под стаканом 9, на некотором расстоянии от него, установлен конус 11, обращенный вершиной вверх. В донной части фильтра-сепаратора имеется дренажный патрубок 13 и кран для слива жидкости 12.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
Работает фильтр-сепаратор следующим образом.
Природный газ, влажный загрязненный воздух или любая газожидкостная смесь поступает в фильтр-сепаратор через тангенциальный входной патрубок 4. При входе в аппарат за счет удара потока о стакан 9 и вследствии завихрения потока вокруг стакана 9 наиболее крупные капли и свободная жидкость, а также механические загрязнения отбрасываются к стенкам корпуса 1 и стекают в донную часть 3 корпуса 1 Удаление жидкости и механических загрязнений производят через дренажный патрубок 12 и сливной кран 12.. Газ, частично очищенный от жидкости и механических загрязнений, отражается от конуса 11 и устремляется в верхнюю камеру. Проходя через фильтрующий элемент 6, газ освобождается от остатков влаги и возможных мельчайших механических загрязнений и через коленчатый переход 7 и выходной патрубок 5 удаляется из аппарата.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Использование полезной модели в газотранспортных системах позволяет повысить эффективность сепарации природного газа при одновременном сокращении производственных затрат за счет расширения диапазона использования фильтров-сепараторов путем совмещения в одном аппарате операций грубой и тонкой очистки природного газа.