СЕПАРАТОР ГАЗОВЫЙ ВИХРЕВОГО ТИПА

Заявляемая полезная модель относится к области отделения дисперсных частиц от газов с использованием центробежных сил. Заявляемый сепаратор газовый вихревого типа может быть использован в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.
Среди газовых сепараторов известна группа сепараторов (патент РФ №58379 на полезную модель, МПК B01D 45/02, B01D 45/16, 2006 [1]; патент РФ №59436 на полезную модель, МПК B01D 45/12, 2006 [2]; патент РФ №2299756 на изобретение, МПК B01D 45/12, 2007 [3]; патент РФ №2304455 на изобретение, МПК B01D 45/12, 2007 [4]), содержащих вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, верхний и нижний осевые диски, расположенные в нижней части сепарационного пакета, соединенные посредством радиальных пластин.
Недостатком указанных устройств является унос отсепарированной жидкости с верхнего осевого диска восходящим вихревым потоком отсепарированного газа, что снижает эффективность сепарации.
Известен также сепаратор по патенту РФ №68352 на полезную модель (МПК B01D 45/12, 2007 [5]), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражающей пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных изогнутых сепарационных пластин, ложное днище и антизавихритель, содержащий нижний и верхний осевые диски, соединенные между собой радиальными криволинейными пластинами, направленными навстречу газожидкостному потоку.
Недостатком указанного сепаратора [5] также является унос отсепарированной жидкости с верхнего осевого диска восходящим вихревым потоком отсепарированного газа, что снижает эффективность сепарации. Другим недостатком указанного сепаратора [5] является выполнение радиальных пластин антизавихрителя направленными навстречу газожидкостному потоку. При выполнении верхнего осевого диска с центральным отверстием это приводит к созданию избыточного давления на периферийной части антизавихрителя относительно его центральной части, что приводит к возникновению потока газа от периферии антизавихрителя во внутреннюю часть сепарационного пакета минуя сепарационные пластины. Этот поток сдерживает отвод жидкости с поверхности осевых дисков и увеличивает вероятность вторичного захвата указанной жидкости упомянутым потоком.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является увеличение скорости отвода жидкости с поверхности осевых дисков, что повышает эффективность разделения газожидкостного потока в сепараторе.
Сущность полезной модели состоит в том, что сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, антизавихритель, содержащий нижний осевой диск и верхний осевой диск, соединенные между собой пластинами антизавихрителя, ложное днище. При этом пластины антизавихрителя выполнены изогнутыми по направлению движения вихревого потока вокруг сепарационного пакета.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими графическими материалами: на фиг.1 показана схема сепаратора, продольный разрез А-А фиг.2, на фиг.2 - схема сепаратора, поперечный разрез Б-Б фиг.1, на фиг.3 - схема сепаратора, поперечный разрез В-В фиг.1.
Сепаратор газовый вихревого типа (фиг.1, 2, 3) содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, верхнее 2 и нижнее 3 днища, входной 4, выходной 5 и сливной 6 патрубки, дефлектор 7 с отражательной пластиной 8, сепарационный пакет 9, ложное днище 10.
Дефлектор 7 расположен у входного патрубка 4 и предназначен для формирования вращательного (вихревого) движения газового потока внутри сепаратора. Внутренняя стенка корпуса 1, дефлектор 7 и отражательная пластина 8 образуют улавливающий карман 11. Карман 11 предназначен для отвода из вихревого потока движущихся жидкости и механических примесей, прижатых центробежной силой к внутренней стенке корпуса 1 сепаратора, и их транспортировки в нижнюю накопительную часть сепаратора.
Сливной патрубок 6 расположен в нижнем днище 3 сепаратора.
Сепарационный пакет 9 выполнен цилиндрической формы и содержит плоские изогнутые сепарационные пластины 12, расположенные в его образующей поверхности и формирующие в зоне нахлестки одинаковые и постоянные по размеру щелевые каналы 13. Пластины 12 жестко закреплены в нижней части к антизавихрителю. Антизавихритель состоит из нижнего осевого диска 14 и верхнего осевого диска 15, соединенных между собой изогнутыми пластинами 16 антизавихрителя. Пластины 16 антизавихрителя предназначены для исключения вихревого движения газового потока ниже зоны их расположения. Пластины 16 антизавихрителя изогнуты по направлению движения вихревого потока вокруг сепарационного пакета. Опытным путем авторами установлено, что указанная форма и направление пластин 16 антизавихрителя приводит к возникновению разрежения на периферии антизавихрителя относительно центральной части его внутреннего пространства 17. Нижний осевой диск 14 жестко закреплен к М пальцам 18. Концы пальцев 18 расположены без зазора, в отверстиях ложного днища 10. Ложное днище 10 расположено с кольцевым зазором 19 к вертикальному корпусу 1, и жестко закреплено к корпусу 1 с помощью Г-образных пластин 20.
Заявляемый газовый сепаратор вихревого типа работает следующим образом.
Газ, подлежащий очистке, подводят в аппарат через входной патрубок 4. Дефлектор 7 плавно изменяет направление движения газа, и формирует его вихревое движение вокруг сепарационного пакета 9.
В пространстве, образованном стенкой корпуса 1 и сепарационным пакетом 9, из газового потока выделяется основная масса жидкости и механические примеси. Капли жидкости и механическая примесь отбрасываются центробежной силой на стенки корпуса 1 сепаратора и под действием гравитационных сил движутся вдоль этой стенки по нисходящей спирали по ходу вращения газового потока. Часть жидкости и механических примесей попадает при этом в улавливающий карман 11, и стекает по его стенкам вниз, к ложному днищу 10. Достигая плоскости ложного днища 10, жидкость и механические примеси проходят через кольцевой зазор 19 между корпусом 1 и ложным днищем 10, и транспортируются к сливному патрубку 6.
Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на стенке корпуса 1, попадает на наружную поверхность плоских изогнутых пластин 12, и транспортируется газовым потоком через щелевые каналы 13, на их внутреннюю поверхность. Опускаясь по внутренней поверхности пластин 12, частицы жидкости, приблизившись к нижним кромкам этих пластин 12, соскальзывают с них и попадают на поверхность ложного днища 10, откуда через кольцевой зазор 19 между корпусом 1 и ложным днищем 10 транспортируются к сливному патрубку 6.
Часть жидкости попадает на поверхность верхнего осевого диска 15 и через его центральное отверстие стекает во внутреннее пространство 17 антизавихрителя. Форма и направление изгиба пластин 16 антизавихрителя приводит к тому, что давление в центральной части внутреннего пространства 17 антизавихрителя больше давления в периферийной части внутреннего пространства 17 антизавихрителя. Указанная разница давлений вызывает увеличение скорости отвода жидкости из центральной части внутреннего пространства 17 антизавихрителя к периферии нижнего осевого диска 14. Это уменьшает вероятность захвата жидкости восходящим потоком отсепарированного газа. С внешнего края нижнего осевого диска 14 жидкость стекает к ложному днищу 10, откуда транспортируется через кольцевой зазор 19 между корпусом 1 и ложным днищем 10 к сливному патрубку 6.
Очищенный газовый поток направляется в выходной патрубок 5.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой полезной модели заявляемый технический результат: «увеличение скорости отвода жидкости с поверхности осевых дисков, и повышение эффективности разделения газожидкостного потока в сепараторе» достигается за счет того, что сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, антизавихритель, содержащий нижний осевой диск и верхний осевой диск, соединенные между собой пластинами антизавихрителя, ложное днище. При этом пластины антизавихрителя выполнены изогнутыми по направлению движения вихревого потока вокруг сепарационного пакета.
Заявляемая полезная модель реализована с применением промышленно выпускаемых материалов, может быть изготовлена на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.
Источники информации.
1. Патент РФ №58379 на полезную модель, МПК B01D 45/02, опубл. 2006 г.
2. Патент РФ №59436 на полезную модель, МПК B01D 45/12, опубл. 2006 г.
3. Патент РФ №2299756 на изобретение, МПК B01D 45/12, опубл. 2007 г.
4. Патент РФ №2304455 на изобретение, МПК B01D 45/12, опубл. 2007 г.
5. Патент РФ №68352 на полезную модель, МПК B01D 45/12, опубл. 2007 г.