СЕПАРАТОР
SEPARATOR

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.
Известен центробежный сепаратор, содержащий корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевыми патрубками ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель в виде полого, сообщенного со сборником жидкости каплевидного обтекателя с отверстиями для отсоса жидкости на его поверхности, с укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками и перфорированным осевым сквозным каналом, в котором установлен сепарационный элемент, и средство для создания разрежения в полости обтекателя и сборнике отделенной жидкости в виде сквозных эжекционных отверстий, причем лопатки обтекателя выполнены полыми, сообщены по торцам с полостью обтекателя и сборником отделенной жидкости, а сквозные эжекционные отверстия и средства для создания разрежения размещены в хвостовой части лопаток, причем отверстия обтекателя и осевого канала покрыты пористым материалом с фитильными свойствами [1].
Недостатком указанного технического решения является то, что не предусмотрено устройств компенсации температурных расширений, а предлагаемая конструкция обтекателя и схема движения газожидкостного потока не будут согласовываться между собой, так как первый по своей форме будет обладать очень большим гидродинамическим сопротивлением, а поток двигаться по пути наименьшего сопротивления, создавая при этом вплески брызг, способствующему вторичному уносу капельной жидкости.
Известно устройство для очистки газа, содержащее емкость с патрубками вывода газа и жидкости, патрубком ввода газожидкостной смеси, коллектором и разгонными устройствами, причем разгонные устройства выполнены в виде сопл Вентури, площадь поперечного сечения горловины каждого последующего сопла уменьшена относительно предыдущего, а между внешней поверхностью сопел и корпусом коллектора выполнены камеры, имеющие отверстия в горловинах сопел [2].
Недостатком этого технического решения является то, что отсутствует внутрисепарационное устройство для компенсации температурных расширений коллектора. Кроме того, монтаж коллектора вовнутрь корпуса сепаратора осложнен его габаритными размерами, как корпус сепаратора, так и коллектор определенных размеров весят десятки тонн.
Технический результат предлагаемого изобретения - обеспечение надежности исключения возникновения трещин в креплении корпус-коллектор и улучшение удобства при монтаже внутрисепарационных устройств.
Указанный технический результат достигается тем, что на боковых образующих коллектора эквидистантно укреплены консоли с колесами на концах, причем каждый желоб швеллера, расположенного вдоль коллектора и соединенного опорами к корпусу, выполнен с возможностью перемещения консольных колесных пар.
Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявил совокупности отличительных признаков, сходных и присущих с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве сепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты. В соответствии с действующим законодательством России предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям "новизна", "уровень техники", "промышленная применимость".
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - продольный разрез сепаратора, на фиг.2 -  разрез А-А (на фиг.1).
Сепаратор содержит корпус 0 с патрубками входа 1 газожидкостного потока, выхода 2 отсепарированной жидкости, выхода 3 осушенного газа, внутри которого расположен коллектор 4 с соплами 5, причем конструкция сопла 5 состоит, по ходу газожидкостного потока, из конфузора 6, горловины 7, диффузора 8. Горловины 7 сопел 5 выполнены с одинаковой площадью поперечного сечения и на верхней образующей имеют отверстия 9. Коллектор 4 совместно с соплами 5, имеющими одинаковое расстояние друг от друга по длине коллектора 4, образует камеры 10, в нижней и верхней частях которых, эквидистантно, выполнены отверстия 11 и 12. На расстоянии между соплами 5, на нижней образующей коллектора 4, где каждый диффузор 8 сопла 5, проходное сечение которого плавно переходит до проходного сечения коллектора 4, выполнено отверстие 13, причем площадь проходного сечения каждого последующего из отверстий увеличена. В верхней части корпуса 0 расположен, с уменьшением проходного сечения относительного патрубка 3 выхода осушенного газа, перфорированный лист 14, а в нижней части равномерно перфорированные листы 15, причем они ограничиваются опорами 16, охватывающими отверстия выхода отсепарированной жидкости. Боковые образующие коллектора 4 имеют консоли 17, на которых закреплены колеса 18 с возможностью перемещения по желобу швеллера 19, закрепленного вдоль коллектора 4 с помощью опор 20, которые, эквидистантно относительно корпуса 0, жестко соединены между собой посредством перекладин 21.
Сепаратор работает следующим образом.
Газожидкостный поток поступает в сепаратор через входной патрубок 1 и движется вдоль коллектора 4 через систему сопел 5, причем в горловине 7 каждого сопла 5 происходит выдавливание газовой составляющей в камеру 10, сообщенной с объемом сепаратора по сепарату жидкости с помощью отверстия 11, а по газу с помощью отверстия 12. После диффузора 8 часть жидкости поступит в отверстие 13. При дальнейшем движении газожидкостного потока процесс выдавливания газовой составляющей в последующих соплах 5 будет снижаться. В зависимости от задач сепаратора необходимо проводить соответствующие математические расчеты. Отсепарированная жидкость из отверстий коллектора 4 поступает в проемы между перфорированными листами 18, а далее удаляется через патрубок 2 выхода. Перфорированный лист 14, проходное сечение которого уменьшается к выходному патрубку 3, равномерно распределяет нагрузку осушенного газа. Консольные колесные пары с возможностью перемещения по желобам швеллеров 19 компенсируют температурные расширения коллектора 4 и, тем самым, исключают возникновение трещин между корпусом 0 сепаратора и коллектором.
Применение конструкции сепаратора предлагаемого вида позволяет исключить возникновение трещин между корпусом и коллектором за счет возможности перемещения коллектора вдоль корпуса, а также эффективно осуществлять форсированный сток отсепарированной жидкости за счет конструкции коллектора, сопел и проходных сечений перфорированных листов, причем даже при превышении критической величины скорости газохидкостного потока процесс сепарации будет осуществляться с предотвращением срыва жидкой пленки и, как следствие, исключаться повторное увлажнение потока отсепарированной жидкостью, а также надежное крепление коллектора.
Источники информации
1. Тройнин В.Е. Центробежный сепаратор. Патент RU №2042434, В01D 45/12. Приоритет - 28.07.92. Опубликован 27.08.1995 - аналог.
2. Запорожец Е.П. и др. Устройство для очистки газа. Патент RU №2096069, В01D 45/04. Приоритет - 30.07.96. Опубл. бюллетень изобретений №32 за 20.11.1997 - прототип.