УСТРОЙСТВО СЕПАРАЦИОННОЕ ВЕРТИКАЛЬНОЕ

Полезная модель предназначена для осаждения и удаления мелкодисперсных и аэрозольных жидких и твердых частиц из газового потока в поле центробежных сил в вертикальных газожидкостных сепараторах вихревого типа, и применяется в нефтяной, газовой, машиностроительной, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Среди сепарационных устройств известен, например, по патенту РФ на изобретение №2188062, МПК 7 B 01 D 45/12, 2002 [1], сепарационный элемент с вертикальными пластинами, составляющими щелевые каналы. Недостатком указанного устройства является наличие пластин разной формы, приводящее к усложнению конструкции и увеличению его стоимости. Кроме того, выполнение пластин согнутыми под тупым углом приводит к срыву значительной части сформировавшейся жидкостной пленки с края пластины и уносу ее внутрь сепарационного устройства и далее - в выходное отверстие, что снижает качество сепарации.
Известен также по патенту РФ на изобретение №2221625, МПК 7 B 01 D 45/12, 2004 [2], вертикальный сепарационный пакет, состоящий из плоских изогнутых и дугообразных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы. Недостатком указанного устройства является наличие пластин разной формы, приводящее к усложнению конструкции и, следовательно, увеличению его стоимости. Другим недостатком указанного устройства является выполнение сепарационных лопаток в виде плоских изогнутых пластин, что приводит к срыву некоторой части сформировавшейся жидкостной пленки с края пластины и уносу ее внутрь сепарационного устройства и далее - в выходное отверстие, что снижает качество сепарации.
Указанный вертикальный сепарационный пакет является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции и повышение качества сепарации.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является снижение радиальной составляющей инерционных сил, действующих на частицы жидкости при достижении ими внутреннего края лопаток и уменьшение
расстояния транспортирования этих частиц с лопатки на лопатку, что приводит к повышению качества сепарации за счет уменьшения срыва сформировавшейся жидкостной пленки с края лопатки и ее уноса в выходное отверстие.
Другим техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является упрощение конструкции, и, следовательно, стоимости сепарационного устройства.
Сущность полезной модели состоит в том, что устройство сепарационное вертикальное цилиндрическое содержит расположенные по окружности на равном удалении от оси вертикальные сепарационные лопатки, верхнюю крышку с выходным отверстием и круглую пластину, установленную в нижней внутренней части. При этом лопатки попарно образуют сужающиеся по горизонтали к оси сепарационного устройства одинаковые вертикальные каналы, а горизонтальное сечение лопатки представляет собой гладкую кривую, представляющую собой две сопряженные гладкие дуги, центры радиусов кривизны которых расположены по разные стороны лопатки. При этом в горизонтальном сечении устройства касательная к окружности, проходящей через внутренние концы лопаток, лежит на одной прямой с касательной к лопатке в этой точке.
На фигуре 1 показан вид сбоку вертикального сепарационного устройства с вырывом, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3. - разрез Б-Б фиг.1.
Устройство сепарационное вертикальное (фиг.1, 2) имеет цилиндрическую форму и содержит расположенные по окружности на равном удалении от центра вертикальные сепарационные лопатки 1, которые попарно образуют сужающиеся по горизонтали к центру сепарационного устройства одинаковые вертикальные каналы 2 (фиг.3). Горизонтальное сечение лопатки 1 представляет собой гладкую кривую, представляющую собой две сопряженные гладкие дуги 3, центры радиусов кривизны которых расположены по разные стороны лопатки 1. Касательная к окружности 4, проходящей через внутренние концы лопаток 1, лежит на одной прямой с касательной к лопатке 1 в этой точке, что определяет такое же направление вектора скорости 5 капель жидкости при их срыве с лопаток 1.
Сепарационное устройство также содержит верхнюю крышку 6 с выходным отверстием 7, и круглую пластину 8, установленную в нижней внутренней части устройства.
Примеры конкретного выполнения.
Гладкая дуга 1 представляет собой дугу окружности.
Выходное отверстие соединено с выходным патрубком (не показано) для отвода очищенного газа.
Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенным выше примером.
Устройство сепарационное вертикальное работает следующим образом.
Устройство сепарационное вертикальное помещают во вращающийся газожидкостный поток.
Газожидкостная смесь, двигаясь вокруг внешней боковой поверхности сепарационного устройства, попадает в каналы 2. За счет разности давлений в выходном отверстии 7 и вокруг сепарационного устройства газожидкостная смесь проходит по вертикальным каналам 2 во внутреннюю часть 9 устройства и далее вверх - к выходному отверстию 7. Мелкодисперсные и аэрозольные частицы жидкости и смоченные ими механические примеси оседают на рабочих поверхностях сепарационного устройства в виде капель и пленки жидкости, которые под действием гравитационных сил по ходу движения газожидкостного потока транспортируются по нисходящим спиралям вниз. Приблизившись таким образом к нижней кромке лопаток 1, основная часть частиц жидкости соскальзывает с них, и транспортируется вниз от сепарационного устройства. Некоторая часть жидкости достигает бокового внутреннего края лопатки, и, за счет сил инерции и формы выполнения лопаток 1, транспортируются с задней поверхности 10 этой лопатки на переднюю поверхность 11 следующей по ходу вращения потока лопатки 1. При этом заявляемая форма выполнения лопатки препятствует попаданию капель жидкости во внутреннюю часть 9 сепарационного устройства, где производится формирование восходящего потока очищенного газа, и транспортированию таких капель этим очищенным потоком к выходному отверстию 7 сепарационного устройства.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой полезной модели заявляемый технический результат: упрощение конструкции, и, следовательно, стоимости сепарационного устройства достигается за счет того, что вертикальное сепарационное устройство выполнено цилиндрической формы, содержит расположенные по окружности на равном удалении от оси одинаковые вертикальные сепарационные лопатки, верхнюю крышку с выходным отверстием и круглую пластину, установленную в нижней внутренней части,
Заявляемый технический результат: снижение радиальной составляющей инерционных сил, действующих на частицы жидкости при достижении ими
внутреннего края лопаток и уменьшение расстояния транспортирования этих частиц с лопатки на лопатку, что приводит к повышению качества сепарации за счет уменьшения срыва сформировавшейся жидкостной пленки с края лопатки и ее уноса в выходное отверстие, достигается за счет того, что вертикальные сепарационные лопатки расположены по окружности на равном удалении от оси сепарационного устройства, и попарно образуют сужающиеся по горизонтали к этой оси одинаковые вертикальные каналы, горизонтальное сечение лопатки представляет собой гладкую кривую, представляющую собой две сопряженные гладкие дуги, центры радиусов кривизны которых расположены по разные стороны лопатки, причем в горизонтальном сечении устройства касательная к окружности, проходящей через внутренние концы лопаток, лежит на одной прямой с касательной к лопатке в этой точке.
Производство заявляемого вертикального сепарационного устройства возможно на предприятиях машиностроительной промышленности.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Патент РФ на изобретение №2188062, МПК 7 B 01 D 45/12, 2002.
2. Патент РФ на изобретение №2221625, МПК 7 B 01 D 45/12, 2004.