ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ СЕПАРАТОР
CENTRIFUGAL GAS-LIQUID SEPARATOR

Изобретение предназначено для разделения газожидкостных смесей и может быть использовано на объектах газовой, нефтяной, нефтехимической, энергетической промышленности и в других областях промышленности.
Известен центробежный газожидкостный сепаратор, содержащий, вертикальный корпус с крышкой и днищем, установленную в корпусе обойму, выполненную из верхней цилиндрической части и нижней конической, снабженной соосной трубой, тангенциальный ввод газожидкостной смеси, проходящий через корпус во внутреннюю полость обоймы, патрубок вывода газа, подсоединенный к внутренней полости обоймы при помощи газоотводящей трубы, проходящей через крышку корпуса, патрубок вывода жидкости, сообщенный с днищем корпуса (Патент РФ №2311945, МПК B01D 45/12, 2007).
Недостатком данного центробежного газожидкостного сепаратора является низкая эффективность сепарации газа, особенно при большом потоке газожидкостной смеси.
Наиболее близки и принятым за прототип является центробежный газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный корпус с крышкой и днищем, тангенциальный ввод газожидкостной смеси, газоход, патрубок вывода газа проходящий через крышку корпуса, патрубок вывода жидкости, сообщенный с корпусом вблизи его днища, шнек с возможностью вращения посредством вала, кинематически связанного с электродвигателем (Патент РФ №2433855, МПК B01D 45/12, 20.11.2011).
Недостатком данного центробежного газожидкостного сепаратора является низкая эффективность сепарации, сложность изготовления конструкции, обусловленный большим количеством узлов и деталей, сложной системы вывода газа, тем самым это приводит к низкой эффективности сепарации, трудоемкость проведения ремонтных работ.
Технической задачей является создание центробежного газожидкостного сепаратора, обеспечивающего эффективную очистку жидкости от газа при повышенных подачах газожидкостной смеси.
Техническим результатом является повышение эффективности очистки потока жидкости от газа за счет применения в конструкции сепаратора рабочих колес и герметичному исполнению сепаратора за счет уплотнений вала.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что центробежный газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный корпус с крышкой и днищем, тангенциальный ввод газожидкостной смеси, газоход, патрубок вывода газа, вал кинематически связанный с электродвигателем, при этом днище выполнено сферической или конической формы, ниже ввода газожидкостной смеси размещена направляющая аналогичной сферической или конической формы, а вал снабжен по меньшей мере одним рабочим колесом, обеспечивая дополнительное ускорение потока газожидкостной смеси для интенсивной сепарации, при этом на валу установлены уплотнения, а освободившийся газ после сепарации поднимается в верхнюю часть корпуса сепаратора по газоходу, где через боковые отверстия в верхней части газохода попадает в патрубок вывода газа расположенного в крышке сепаратора.
Для повышения уровня ремонтопригодности в конструкции сепаратора вал с установленными на нем по меньшей мере одним рабочим колесом, уплотнениями и газоход может быть выполнен патронного типа, тем самым отсутствует необходимость снимать крышку сепаратора и отсоединять трубопровод от патрубков сепаратора, что упрощает процесс проведения ремонтных работ.
Технический результат достигается также за счет того, что центробежный газожидкостный сепаратор может быть выполнен в следующем исполнении, при котором сепаратор устанавливается непосредственно на емкость. Для этого днище сепаратора имеющее отверстие в нижней его части выполнено с возможностью крепления на горловину емкости посредством фланцевого соединения.
Изобретение поясняется следующей фигурами:
Фиг. 1 - представлена конструкция центробежного газожидкостного сепаратора.
Фиг. 2 - представлена конструкция центробежного газожидкостного сепаратора с установкой на емкости.
Заявляемое устройство включает в себя:
1. Корпус
2. Крышка
3. Патрубок ввода газожидкостной смеси
4. Патрубок вывода газа
5. Электродвигатель
6. Патрубок вывода жидкости
7. Рабочее колесо
8. Вал
9. Газоход
10. Рабочее колесо
11. Уплотнения вала
12. Днище
13. Емкость
Центробежный газожидкостный сепаратор содержит вертикальный корпус 1 с установленной на нем крышкой 2, и днищем 12, имеющим сферическую или коническую форму, на крышке 2 установлен электродвигатель 5, электродвигатель 5 кинематически связан с валом 8, на котором установлены рабочие колеса 7 и 10 в сужающейся части днища 12 и сферической или конической направляющей корпуса 1. Герметичность сепаратора обеспечивается с помощью уплотнения вала 11 установленном на валу 8. В корпусе 1 над рабочим колесом 7 расположен газоход 9, внутри которого проходит вал 8, в верхней части газохода 9 на боковой поверхности выполнены отверстия для вывода газа. В нижней части днища 12 расположен патрубок 6 вывода жидкости.
Центробежный газожидкостный сепаратор работает следующим образом.
Газожидкостная смесь поступает через входной патрубок 3, тангенциально установленный в верхней части корпуса 1.
Первая ступень сепарации происходит в криволинейном пространстве, образованном стенкой корпуса 1. Поток газожидкостной смеси отбрасывается центробежной силой на стенку корпуса 1 сепаратора и под действием гравитационных сил по ходу вращения потока по нисходящей спирали конической направляющей корпуса 1 перемещается ко второй ступени сепарации. При этом выделившийся газ устремляется к центру, где поднимается в верхнюю часть сепаратора и выводится посредством патрубка 4 вывода газа.
Вторая ступень сепарации осуществляется с помощью рабочего колеса 7, которое сообщает круговое движение газожидкостной смеси. В следствии возникающей центробежной силы газожидкостная смесь от центра рабочего колеса 7 перемещается к внешнему выходу, а освободившееся пространство вновь заполняется газожидкостной смесью, поступающей из входного патрубка 3. Выйдя из первого рабочего колеса 7 газожидкостная смесь получив энергию ускорения устремляется к периферии разделяясь на свободный газ и дегазированную жидкость. Под действием гравитационных сил перекачиваемая жидкость устремляется ко второму рабочему колесу 10.
Третья ступень сепарации осуществляется с помощью второго рабочего колеса 10, которое придает дополнительное ускорение вращению потока жидкости поступающего от первого рабочего колеса 7, и за счет сужающей части днища 12, в следствии чего происходит ускоренное вращение жидкости в процессе которого из жидкости освобождается оставшийся газ.
Освободившийся газ (пунктирные стрелки) в процессе второй и третьей ступени сепарации поднимается в верхнюю часть корпуса 1 по газоходу 9, где через боковые отверстия в верхней части газохода 9 поступает в патрубок 4 вывода газа расположенном в крышке 2 и выводится из сепаратора.
Дегазированная жидкость после прохождения всех ступеней сепарации выводится из сепаратора посредством патрубка 6 вывода жидкости в трубопровод для дальнейшей транспортировки, а при установке сепаратора непосредственно на емкость дегазированная жидкость поступает напрямую в емкость.