ВЛАГОМАСЛООТДЕЛИТЕЛЬ
OIL-AND-MOISTURE SEPARATOR

Область техники
Заявляемое изобретение относится к области отделения дисперсных частиц от газов и может быть использовано машиностроительной, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности. В частности, изобретение может быть использовано в компрессоростроении.
Предшествующий уровень техники
Известно устройство для сепарации жидкости из газа, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, разделенный конической перегородкой на размещенный в его нижней части инерционный сепаратор с тангенциальным входным патрубком и фильтрующий элемент из пористого материала, заключенного между двумя соосно установленными цилиндрическими обечайками, наружная из которых частично снабжена перфорацией и имеет коническое днище с патрубком для слива жидкости, установленным в днище инерционного сепаратора, а внутренняя обечайка выполнена перфорированной и соединена с выходным патрубком. Нижняя часть внутренней обечайки снабжена перфорацией и кольцевой полостью, образованной двумя коническими стенками, верхняя из которых выполнена перфорированной. Отверстия перфорации имеют отбортовку, направленную в сторону пористого фильтрующего материала. Нижняя стенка установлена сплошнотелой и образует зазор с коническим днищем наружной обечайки. Перфорация наружной обечайки выполнена в ее верхней части и снабжена лопаточным закручивателем (Свидетельство РФ на полезную модель №8276, МПК 6 B01D 45/06, В04С 5/12, 1998 [1]).
Общими признаками с заявляемым влагомаслоотделителем являются вертикальный цилиндрический корпус с патрубком для слива жидкости, установленным в днище, фильтрующий элемент из пористого материала, заключенного в обечайке, частично снабженной перфорацией.
Известен также фильтр-сепаратор, содержащий вертикальный корпус с патрубком входа газожидкостной смеси и патрубками выхода газа и жидкости, распределительный трубчатый короб, установленный напротив патрубка входа газожидкостной смеси, установленную выше патрубка входа газожидкостной смеси, к которой присоединен распределительный трубчатый короб с установленным в нем фильтрующим устройством. Фильтрующее устройство содержит, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, изготовленный, по меньшей мере, из двух слоев волокнисто-пористого материала, обеспечивающих процессы грубой и тонкой очистки газа. Между корпусом и трубчатым коробом установлен завихритель, выполненный из расположенных с равным шагом по окружности изогнутых лопаток заданного профиля, обеспечивающих выравнивание поля скоростей и эффективную закрутку газожидкостного потока (Патент РФ на полезную модель №70813, МПК B01D 45/12 (2006.01), 2008 [2]). Общими признаками с заявляемым влагомаслоотделителем являются:
- вертикальный корпус с патрубком входа газожидкостной смеси и патрубками выхода газа и жидкости,
- закрепленная внутри корпуса горизонтальная перегородка, к которой присоединен распределительный трубчатый короб с установленным в нем фильтрующим устройством,
- размещенный в корпусе завихритель, выполненный из расположенных по окружности изогнутых лопаток заданного профиля, обеспечивающих выравнивание поля скоростей и эффективную закрутку газожидкостного потока.
Недостатком указанных устройств [1, 2] является значительное гидравлическое сопротивление.
Известен влагоотделитель с корпусом, распределительной камерой, оборудованной входным патрубком, выходным патрубком, патрубком отвода жидкости, секционной камерой с тангенциальными щелями, фильтр-патрон, установленный у отводящего патрубка и заполненный влагопоглощающим агентом. При этом фильтр-патрон содержит фильтр, удерживающий влагопоглощающий агент (Описание изобретения к а.с. СССР №865338, МПК В01D 45/00, 1981 [3]).
Общими признаками с заявляемым влагомаслоотделителем являются корпус, содержащий:
- распределительную камеру, оборудованную входным патрубком,
- секционную камеру с тангенциальными щелями,
- заполненный цилиндр,
- выходной патрубок.
Недостатком указанного устройства [3] является использование нижнего фильтра для задерживания основной массы жидкости и механических примесей, быстрое засорение которого приводит к необходимости частого обслуживания влагоотделителя и снижает эксплуатационные характеристики.
Указанный влагоотделитель является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому влагомаслоотделителю. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемого влагомаслоотделителя.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является обеспечение стабильности характеристик влагомаслоотделителя и обеспечение отсутствия необходимости обслуживания влагомаслоотделителя.
Сущность изобретения состоит в том, что влагомаслоотделитель содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, входной, выходной, сливной патрубки, горизонтальную перегородку с окнами. Причем входной патрубок размещен в корпусе над перегородкой, а выходной патрубок размещен в верхнем днище и снабжен трубой, нижняя часть которой размещена ниже перегородки. При этом по крайней мере часть окон снабжена дефлекторными пластинами, закрепленными на одной из сторон окон и отогнутыми книзу по ходу движения газожидкостной смеси. При этом нижняя часть трубы закрыта крышкой, боковая часть трубы ниже перегородки снабжена отверстиями, а внутри трубы установлен перфорированный поршень с пружиной, сжимающие коалесцирующий материал, размещенный между поршнем и крышкой.
Входной патрубок предпочтительно устанавливать в корпусе тангенциально. Корпус желательно выполнять из нержавеющей стали.
Дефлекторной пластиной целесообразно снабжать каждое окно. При этом окна допустимо выполнять в форме четырехугольника, и каждая дефлекторная пластина закреплена на стороне соответствующего окна, ближайшей от входного патрубка по ходу движения газожидкостного потока.
Коалесцирующий материал может быть выполнен в виде капроновой лески.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема заявляемого влагомаслоотделителя, продольный разрез, на фиг.2 - поперечный разрез А-А фиг.1.
Лучший вариант осуществления изобретения
Влагомаслоотделитель содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 из нержавеющей стали, верхнее 2 и нижнее 3 днища, входной 4, выходной 5 и сливной 6 патрубки.
Входной патрубок 4 размещен тангенциально в верхней части корпуса 1. Выходной патрубок 5 размещен в центральной части верхнего днища 2. Сливной патрубок 6 размещен в нижнем днище 3.
Внутреннее пространство корпуса 1 разделено горизонтальной перегородкой 7 на входную камеру 8 и камеру сепарации 9. При этом входной патрубок 4 размещен в корпусе 1 над перегородкой 7. Перегородка 7 у внутренней стенки корпуса 1 снабжена четырехугольными окнами 10 с дефлекторными пластинами 11, отогнутыми книзу по ходу движения газожидкостной смеси. Каждая дефлекторная пластина 11 закреплена к перегородке 7 на одной стороне соответствующего окна 10, ближайшей от входного патрубка 4 по ходу движения газожидкостного потока. Окна 10 перегородки 7 и дефлекторы 11 предназначены для задания высокой скорости вихревого движения газожидкостной смеси в камере сепарации 9.
Нижняя часть корпуса 1 предназначена для сбора отделенной из газа жидкости и твердых примесей. На наружной нижней части корпуса 1 закреплены опоры 12, предназначенные для монтажа влагомаслоотделителя.
У выходного патрубка 5 на высоту, превышающую высоту входной камеры 8, установлена труба 13, нижняя часть которой закрыта крышкой 14. Стенки трубы 13 ниже перегородки 7 снабжены отверстиями. В верхней части трубы 13 установлен перфорированный поршень 15 с пружиной 16. Во внутреннем пространстве трубы 13 между крышкой 14 и поршнем 15 зажат коалесцирующий материал 17, например капроновая леска. Коалесцирующий материал 17 находится под давлением пружины 16 на поршень 15.
Описание работы
Газожидкостный поток, подлежащий очистке, подводят во влагомаслоотделитель через входной патрубок 4. Благодаря тангенциальному расположению входного патрубка 4, окнам 10 и дефлекторным пластинам 7 поток приобретает вихревое направление движения на входе в сепарационную камеру 9.
Большая часть жидкости и механические примеси отбрасываются центробежной силой на стенки корпуса 1 влагомаслоотделителя и под действием гравитационных сил движутся вдоль этой стенки по нисходящей спирали по ходу вращения газового потока. Упомянутые жидкость и механические примеси накапливаются в нижней части влагомаслоотделителя и выводятся из него через сливной патрубок 6.
Очищенный газ попадает в отверстия трубы 13, проходит через коалесцирующий материал 17 и через перфорацию поршня 15 поступает в выходной патрубок 5.
Коалесцирующий материал 17 задерживает из газа оставшиеся более мелкие частицы жидкости, которые, укрупняясь, стекают к крышке 14, а затем через отверстия в трубе 13 - в нижнюю часть влагомаслоотделителя. Пружина 16 постоянно сжимает коалесцирующий материал 17 поршнем 15. Это автоматически обеспечивает необходимую плотность коалесцирующего материала 17, что повышает качество отделения. В сочетании с пульсирующим потоком газа это приводит к интенсификации стекания жидкости в коалесцирующим материале 17 в нижнюю часть трубы 13.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении заявляемый технический результат: «обеспечение стабильности характеристик и обеспечение отсутствия необходимости обслуживания» достигается за счет того, что влагомаслоотделитель содержит вертикальный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, горизонтальную перегородку с окнами. По крайней мере часть окон снабжена дефлекторными пластинами, закрепленными на одной из сторон окон и отогнутыми книзу по ходу движения газожидкостной смеси. Входной патрубок размещен в корпусе над перегородкой, а выходной патрубок размещен в верхнем днище и снабжен трубой, нижняя часть которой размещена ниже перегородки и закрыта крышкой. Боковая часть трубы ниже перегородки снабжена отверстиями. Внутри трубы установлен перфорированный поршень с пружиной, которые сжимают коалесцирующий материал, размещенный между поршнем и крышкой.
Промышленная применимость
Авторами изготовлен опытный образец заявленного влагомаслоотделителя, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемое изобретение реализовано с применением промышленно выпускаемых материалов, может быть изготовлено на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в промышленности.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Свидетельство РФ на полезную модель №8276, МПК 6 B01D 45/06, В04С 5/12, 1998.
2. Патент РФ на полезную модель №70813, МПК B01D 45/12 (2006.01), 2008.
3. Описание изобретения к авт.с. СССР №865338, МПК В01D 45/00, 1981.