прямоточный сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа

Описание изобретения к патенту

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 предполагаемому 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 решением является расширение технологических возможностей, повышение эффективности отделения дисперсных илистых частиц от жидкости.

Поставленная задача достигается тем, что в прямоточном сепараторе для отделения дисперсных частиц от газа, содержащем снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости, корпус выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, при этом по всей длине корпуса смонтирована цилиндрическая пружина, 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 прямоточного сепаратора для отделения дисперсных частиц от газа.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны гидравлическое сопротивление движению газа и дисперсным 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 смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям с центрами кривизны, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения корпуса, что расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине корпуса смонтировна цилиндрическая пружина, которая обеспечивает не только перемещение диспрсных 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 цилиндрической пружины, 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 цилиндрическая пружина 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 прямоточный сепаратор 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 волнообразной формы; фиг.7 - аксонометрическая проекция волнообразной полосы, свернутой в цилиндрический виток.

Прямоточный сепаратор 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 и радиального перемещения дисперсных частиц внутри корпуса 1 и интенсификации отделения их от газав нутри корпуса 1 смонтировна цилиндрическая пружина 8 с направлением витков, которые могут совпадать или быть противоположными направлению винтовых канавок внутри корпуса 1. Цилиндрическая пружина 8 оборудована устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины 8 путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков цилиндрической пружины 8 может производиться в процессе отделения дисперсных частиц от газа.

Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи корпуса в виде карманов криволинейной формы под углом к оси вращения корпуса 1 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения корпуса. Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) изготовлен по крайней мере из одной полосы 9, соединенной по продольным кромкам 10 (показаны на фиг.7 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям поверхностей, направленных в одну сторону под углом к оси вращения корпуса винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по внутренней поверхности 11, 12, 13, 14, 15, 16 и карманов криволинейной формы по наружной поверхности 17, 18, 19, 20, 21, 22, которые по периметру корпуса 1 могут быть различными не только по форме, но и размерам. Полоса 9 (фиг 5, фиг.6) согнута волнообразно по прямым линиям 23, расположенным под одинаковыми углами α к кромкам 10 полосы 9 и размещенным на расстоянии L₂ между линиями сгиба 23. Расстояние L₂ равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Полоса 9 после волнообразного сгиба (фиг.6) свернута в цилиндрические витки (фиг.7), соединенные друг с другом по продольным кромкам 10 известными методами в корпус 1.

Прямоточный сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа работает следующим образом.

Содержащий капли жидкости - дисперсные частицы поток газа или пара попадает в корпус 1 сепаратора и вовлекается в винтообразное движение. Под действием центробежных сил дисперсные частицы - капли жидкости достигают криволинейных стенок и винтовых канавок корпуса 1 и выводятся чрез щели 5 в сборник 6, а затем через отверстие 7 выводятся за пределы сепаратора. Процесс отделения дисперсных частиц интенсифицируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри корпуса 1 цилиндрической пружины 8, витки которой изменяют направление движения частиц, направляя их в радиальном направлении к стенкам корпуса 1.

Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц ила, повышения интенсивности их периориентации, повышения интенсивности отделения дисперсных частиц от газа, расширения технологических возможностей.

Прямоточный сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа, содержащий снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости, отличающийся тем, что корпус выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, при этом по всей длине корпуса смонтирована цилиндрическая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.