СЕПАРАТОР ВИНТОВОЙ ПРЯМОТОЧНЫЙ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ОТ ГАЗА
FLOW-THROUGH SEPARATOR FOR SEPARATION OF DISPERSED PARTICLES FROM GAS

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационно-инерционных или центробежных сил, создаваемых поворотом потока направления газового потока или пара, и может быть использовано в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности.
Известен прямоточный спиральный сепаратор (а.с. СССР №1431811, кл. B01D 45/12), содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным отверстиями, шнековую насадку, расположенную на валу и касающуюся стенок корпуса, отверстия для отвода жидкости, выполненные в виде щели.
Недостатком известной конструкции является недостаточная эффективность, высокое гидравлическое сопротивление и ограниченные технологические возможности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является прямоточный спиральный сепаратор (патент РФ №2264843, кл. B01D 45/12), содержащий снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность, ограниченные технологические возможности.
Техническим результатом является расширение технологических возможностей, повышение эффективности отделения дисперсных частиц от газа.
Поставленная задача достигается тем, что в сепараторе винтовом прямоточном для отделения дисперсных частиц от газа, содержащем снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости, корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с ломанными винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения корпуса в виде винтовых карманов в форме не только равнобедренных, но и разносторонних треугольников или трапеций, смонтирован, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом не менее 45° к кромкам полосы с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по периметру направленных в одну сторону ломанных винтовых линий под углом не менее 45° к оси вращения корпуса и винтовых карманов в форме не только равнобедренных, но и разносторонних треугольников или трапеций по наружной и внутренней поверхности корпуса, причем по всей длине корпуса смонтирована пружина вогнутой формы, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия..
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции сепаратора винтового прямоточного для отделения дисперсных частиц от газа.
Новизна заключается в том, что корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с ломанными винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения корпуса в виде винтовых карманов в форме не только равнобедренных, но и разносторонних треугольников или трапеций, что интенсифицирует процессы отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что корпус смонтирован, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом не менее 45° к кромкам полосы с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по периметру направленных в одну сторону ломанных винтовых линий под углом не менее 45° к оси вращения корпуса и винтовых карманов в форме не только равнобедренных, но и разносторонних треугольников или трапеций по наружной и внутренней поверхности корпуса.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым карманам треугольной формы векторы скорости движения дисперсные частицы при движении вместе с газом входного отверстия сепаратора до выходного от загрузке к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри корпуса образованы винтовые поверхности в виде карманов треугольной формы, что интенсифицирует процессы отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах корпуса в предлагаемой конструкции длина пути прохождения дисперсных частиц по сравнению с известными конструкциями корпуса сепаратора значительно больше, что представляет возможность сократить габариты сепаратора, как по длине, так и по диаметру, а также способствует интенсификации процесса отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям карманов треугольной формы, гидравлическое
сопротивление движению газа и дисперсными частицам снижается, это способствует увеличению скорости их движения, улучшает кавитационные характеристики сепаратора, расширяет технологические возможности, повышает эффективность отделения дисперсных частиц от газа.
Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен из одной свернутой в цилиндрические витки полосы одинаковой ширины, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с ломанными винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом к оси вращения корпуса в виде винтовых карманов треугольной формы, смонтирован, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, что расширяет технологичесие возможности
Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине корпуса смонтировна пружина вогнутой формы с прямоугольным сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение дисперсных частиц в радиальном направлении, но и способствует интенсификации отделения этих частиц от газа за счет того, что частицы дисперсных материалов совершающих циркуляционное движение внутри корпуса в плоскостях перпендикуллярных оси симетрии корпуса встречаясь с витками пружины вогнутой формы с прямоугольным сечением витков изменяют траекторию своего движения и перемещаются к переферии корпуса, увеличивают интенсивность отделения дисперсных частиц, расширяют технологические возможности.
Новизна заключается таже в том, что, смонтированная по всей длине корпуса пружина вогнутой формы с прямоугольным сечением витков, снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения дисперсных частиц при изменении скорости движения газа и напора, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям векторы скорости движения газа и дисперсных частиц от входного до выходного отверстия изменяются, что способствует интенсификации отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри винтового корпуса со сложной внутренней поверхностью, в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности. Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах корпуса в предлагаемой конструкции длина пути прохождения дисперсных частиц с газом по сравнению с известными конструкциями корпуса больше, что представляет возможность сократить габариты корпуса сепаратора, как по длине, так и по диаметру.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен сепаратор винтовой прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - корпус, вид сбоку: на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий; фиг.6 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов треугольной формы; фиг.7 - аксонометрическая проекция полосы (фиг.6), свернутой в цилиндрический виток.
Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа (фиг.1, фиг.2) содержит многозаходный винтовой пустотелый корпус 1 с входным и выходным отверстиями и с фланцапми 2 и 3 для крепления его к подводящему трубопроводу, в которых выполнены отверстия 4 (фиг.2) для соединительных болтов. В нижней части корпуса 1 имеются отверстия для отвода жидкости в виде щелей 5. В той же части корпуса к нему прикреплен сборник 6 с отверстием 7. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения дисперсных частиц внутри корпуса 1 и интенсификации отделения их от газав нутри корпуса 1 смонтировна вогнутой формы пружина 8 с прямоугольным сечением витков, с направлением витков, которые могут совпадать или быть противоположными направлением винтовых канавок внутри корпуса 1. Пружина 8 вогнутой формы с прямоугольным сечением витков оборудована устройством для изменения шага витков пружины 8 путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков пружины 8 может производиться в процессе отделения дисперсных частиц от газа.
Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения корпуса в виде винтовых карманов в форме не только равнобедренных фиг.2, фиг.4), но и разносторонних треугольников или трапеций (на чертежах не показаны), смонтирован, по меньшей мере, из одной полосы 9, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом не менее 45° к кромкам полосы 10 с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по периметру направленных в одну сторону винтовых линий под углом не менее 45° к оси вращения корпуса и винтовых карманов в форме не только равнобедренных, но и разносторонних треугольников или трапеций (на чертежах не показаны карманы в форме разносторонних треугольников и в форме трапеций) по наружной и внутренней поверхности корпуса.
1
Корпус 1 (фиг.3) изготовлен по крайней мере, из одной полосы 9, соединенной по продольным кромкам 10 (показаны на фиг.3 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой с образованием по наружной и внутренней поверхностях винтовых линий (на фиг.3 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 11-12-13-14-15 и винтовых поверхностей треугольной формы (фиг.4) в виде карманов 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22.Полоса 9 (фиг.5, фиг.6) согнута по прямым линиям 23, размещенным на равном расстоянии L друг от друга и под одинаковыми углами α к продольным кромкам 10 полосы 9 с образованием параллелограммов 24 и 25, расположенных после сгиба попеременно в противоположные стороны друг от друга.
Полоса 9 после сгиба по прямым линиям (фиг.6) свернута в цилиндрические витки (фиг.7), соединенные друг с другом по продольным кромкам 10 известными методами, например сваркой в корпус 1.
Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа работает следующим образом.
Содержащие капли жидкости - дисперсные частицы поток газа или пара попадают в корпус 1 сепаратора и вовлекается в винтообразное движение. Под действием центробежных сил дисперсные частицы- капли жидкости достигают криволинейных стенок и винтовых канавок треугольной корпуса 1 и выводятся чрез щели 5 в сборник 6, а затем через отверстие 7 выводится за пределы сепаратора. Процесс отделения дисперсных частиц интенсифицируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри корпуса 1 пружины 8 вогнутой формы, витки которых изменяют направление движение частиц, направляя их в радиальном направлении к стенкам корпуса 1.
Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц ила, повышение интенсивности их периориентации, повышения интенсивности отделения дисперсных частиц от газа, расширения технологических возможностей.