Способ подачи газосодержащих сред и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: захватывают активной средой пассивную среду, их смешивают с образованием единого потока. Откачивают из потока газ. На периферии потока на участке смешения сред формируют локальные вихревые зоны. Откачку газа осуществляют из этих зон. Вихревые зоны формируют вдоль потока в виде тора. Газ дополнительно октачивают из потока на его участках между вихревыми зонами. Устр-во содержит эжектор с камерой смешения, выходным диффузором, активным и пассивным соплами, камеру дегазации в виде охватывающего камеру смешения кожуха. Вакуум-насос сообщен с камерой дегазации . В боковой стенке кам еры смешения, образованы сквозные окна с вихреобразующими элементами со стороны проточной части камеры смешения, выполненными с возможностью формирования вихревых зон напротив окон, сообщённых с камерой дегазации . 2 с. п., 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s F 04 F 5/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГС СПАТЕНТ СССР) вам=-v

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (К ПАТЕНТУ ( (Icx) ()

С)0 4 (21 5009468/27 (22 18,11.91 (46 30.08,93. Бюл. ¹ 32 (76 В.А.Калаев (56 Патент США ¹ 4300919. кл. В 01 D

19 00, опублик. 1981. (54 . СПОСОБ ПОДАЧИ ГАЗОСОДЕРЖАЩ Х СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1 (57) Сущность изобретения: захватывают активной средой пассивную среду, их смешива т с образованием единого потока.

От ачивают из потока газ. На периферии потока на участке смешения сред формируют локальные вихревые зоны. Откачку газа Изобретение относится к энергетике и гид авлике и может быть использовано в процессах отделения газообразных сред от жи кости в химической, машиностроительной, пищевой и других отраслях хозяйства.

Цель изобретения состоит в интенсификации процесса сепарации и отделения газа. В заявленном способе подачи газосодер ащих сред, включающем эжекционный зах ат активной средой пассивной среды, их с ешение с образованием единого потока и откачку выделившегося Газа, новым являе ся то, что на периферии потока на участке смешения сред формируют локальные вихревые эоны. а откачку газа осущест1 вля рт из этих зон.

„„5U „„1838671 А3 осуществляют из этих зон. Вихревые зоны формируют вдоль потока в виде тора. Газ дополнительно октачивают из потока на его участках между вихревыми зонами. Устр-во содержит эжектор с камерой смешения, выходным диффузором, активным и пассивным соплами, камеру дегазации в виде охватывающего камеру смешения кожуха.

Вакуум-насос сообщен с камерой дегазации. В боковой стенке камеры смешения образованы сквозные окна с вихреобразующими элементами со стороны проточной части камеры смешения, выполненными с возможностью формирования вихревых зон напротив окон, сообщенных с камерой дегазации, 2 с. п., 7 з,п, ф-лы, 2 ил.

Основной технический результат, достигаемый при использовании указанной выше совокупности признаков, Кроме того, в заявленном способе предлагается вихревые эоны формировать вдоль потока.

Предлагается также каждую из вихревых зон формировать в виде тора и, наконец, дополнительно откачивать газ из потока на его участках между вихревыми зонами, В локальных вихревых зонах давление становится ниже. чем давление выделения газа из перекачиваемых сред, интенсифицируются массообменые процессы и коалесценция пузырьков выделившегося газа.

1838671

Распределение вихревых зон вдоль потока позволяет получить различную степень разрежения вразных зонах, что обеспечивает последовательное отделение различных компонентов с различными термобарическими условиями перехода в газовую фазу, например, содержащихся в попутном или природном углеводородном газе.

Торообразная форма обеспечивает максимальный объем вихревой эоны и полный охват потока по периметру, Это увеличит объем зоны пониженного давления и поверхность отбора выделившегося газа.

Наконец, дополнительное откачивание газа из промежутков между вихревыми зонами позволяет интенсифицировать процесс отделения газа, снизить требуемое количество зон вихреобразования за счет более полного отвода газа и увеличить эффективность перекачивания среды за счет снижения гидравлических потерь.

В предложенном устройстве для подачи газосодержащих сред, содержащем эжектор с камерой смешения, выходным диффузором, активным и пассивным соплами, камеру дегазации в виде охватывающего камеру смешения кожуха, и вакуум-насос, сообщенный с камерой дегазации, в боковой стенке камеры смещенйя эжектора образованы сквозные окна с вихреобразующими элементами со стороны проточной части камеры смешения, выполненными с возможностью формирования вихревых зон напротив окон, а последние сообщены с камерой дегазации, Кроме того, кожух может быть выполнен в виде кольцевой оболочки, размещенной напротив наружной поверхности камеры смешения и закрепленной на входе и выходе последней.

Наконец, боковая стенка камеры смешения может быть образорана соосными кольцевыми элементами, установленными с осевым зазором относительно друг друга, среза пассивного сопла и выходного диффузора.

В предлагаемом устройстве сквозные окна могут быть образованы осевыми зазорами между кольцевыми элементами, внутренняя поверхность каждого из которых выполнена конфузорной, а вихреобразующие элементы — в виде острых кромок, образованных пересечением конфузорной и боковой поверхностей элементов со стороны выходного диффузора.

Вакуум-насос может быть выполнен в виде эжектора, пассивное сопло которого через вестовой клапан сообщено с камерой дегазации.

55 дегазации.

Кожух 7 может быть выполнен в виде кольцевой оболочки, размещенной напротив наружной поверхности камеры 2 смешения и закрепленной на входе и выходе последней.

Боковая стенка 9 камеры 2 смешения может быть образована соосными кольцевыми элементами 13, установленными с осевым зазором 14 относительно друг друга, среза пассивного сопла 5 и вьгходного дифП римен ение вихреобразующих элементов обеспечивает формирование вихревых зон, а наличие и расположение окон, соединенных с камерой дегазации, позволяет отвести газ, выделение которого интенсифицируется в вихревых зонах, Конкретная форма выполнения кожуха обеспечивает фиксацию элементов камеры смешения, а также перемешивание различных компонентов, отобранных в разных точках потока. Такое усреднение бывает необходимым при дальнейшем транспортировании и переработке газа.

Использование кольцевых соосных элементов упрощает изготовление, снижает расход материала при ремонте, повышает степень унификации и снимает, ограничения по габаритам устройства.

- Предлагаемая конкретная форма про20 филирования внутренней поверхности кольцевых элементов и образование сквозных окон осевыми зазорами между кольцевыми элементами упрощают изготовление, снижают требования к точности установки элементов. Кроме того, конфузорный профиль элементов позволяет предотвратить снижение скорости потока среды по мере отвода части массы в виде отсепарированного газа.

Наконец, конкретная форма выполне30 .ния вакуум-насоса упрощает процесс запуска, позволяет регулировать работу как независимо, так и совместно.

На фиг.1 представлена схема устройства для подачи газосодержащих сред, реализующего заявленный способ; на фиг.2— пример конкретного выполнения элементов камеры смешения.

Устройство содержит эжектор 1 с камерой 2 смешения, выходным диффузором 3, 40 активным и пассивным соплами 4 и 5 соответственно, камеру 6 дегазации в виде охватывающего камеру 2 смешения кожуха 7 и вакуум-насос 8. В боковой стенке 9 камеры

2 смешения эжектора 1 образованы сквоз45 ные окна 10 с вихреобразующими элементами 11 со стороны проточной части камеры 2 смешения, выполненными с возможностью формирования вихревых зон 12 напротив окон 10, а последние сообщены с камерой 6

1838671 ( фузора 3. Крепление элементов 13 в кожухе свободную газовую фазу через пассивное осуществляется известными средствами, сопло 18 из камеры 6 дегазации.

При запуске устройства в начальный пеСквоэные окна 10 могут быть образова- риод давление в камере 6 дегазации будет ны зазорами 14 между кольцевыми элемен- повышенным, клапан 19 откроется и избыточная среда будет сбрасываться иэ устройВнутренняя поверхность 15каждогоиз ства. По мере выхода на номинальный лементов 13 выполнена конфузорной, а режим давление в камере 6 будет падать и ихреобразующие элементы 11 — a виде ос- клапан 19 закроется внешним давлением. рых кромок, образованных пересечением 10 Одновременно или последовательно с запуонфузорной внутренней поверхности 15 и ском основного эжектора производят заоковой поверхности 16 со стороны выход- пуск вакуум-насоса 8, создающего необходимое разрежение, После достижеВакуум-насос 8 может быть выполнен в ния номинальных параметров перепад даввиде э кектора с активным соплом 17 и пас- 15 ления открывает клапан 19 и начинается сивным соплом 18. которое через вестовой нормальная работа устройства. к апан 19 сообщено с камерой 6 дегазации. Способ подачи газосодержащих сред

Работает устройство следующим обра- осуществляется следующим образом.

Подавая активную среду черед сопло 4, При работе устройства активная среда 20 осуществляют эжекционный захват ею пасп д давлением подается от источника повы- сивной среды из сопла 5, среды смешивают енного давления через активное сопло 4 в с образованием единого потока в камере 2 к меру 2 смешения. Пониженное давление, смешения, на участке смешения формируют с здаваемое потоком активной среды в зо- 25 локальные вихревые зоны, образующиеся, н расположения пассивного сопла 5, обес- например, при обтекании вихреобразуюи чивает захват пассивной среды, щих элементов 11, и из этих зон, характерии ступающей через сопло 5. Смешение ак- зующихся пониженным давлением, тивной и пассивной сред осуществляется в осуществляют откачку газа посредством вак мере 2 смешения. При обтекании единым «уум-насоса 8. и током вихреобразующих элементов 11 1g Вихревые зоны могутбыть сформирован против сквозных окон 10 образуются ло- . ны вдоль потока, например, при использок льные вихревые зоны 12, где давление . ваниикольцевыхэлементов13сокнами 10, и нижается. В зоны пониженного давления образованными осевыми зазорами 14 межд ффундируют растворенный в перекачива- 35 ду элементами 13. е ой среде газ, паровая фаза, а также по- Вихревая зона может формироваться в с упают уже образовавшиеся или виде тора. Для этого может использоваться н ходящиесявпотокемелкиепузырькисво- выполнение вихреобраэующих элементов

11 в виде острых кромок по окружности элеИз вихревых зон 12 осуществляется от- 40 мента 13. качка газа вакуум-насосом 8 через сквозные Кроме того, выделившийся гаэ может окна 10, полость камеры 6 дегазации и от- дополнительно откачиваться из потока на крытый вестовой клапан 19. Дегазирован- егоучасткахмеждувихревымизонами12. С

3 г ная среда поступает в выходной диффузор этой целью ширина осевых зазора 14 м, где ее давление повышается и подается 45 жет выбираться большей, чем максимальпо ребителю. ный осевой размер вихревой зоны 12. Кроме

Кольцевая оболочка, служащая кожухом того, возможно наличие дополнительной

7, вакреплена на входе и выходе камеры 2 гидравлической связи между камерой 6 десмешения и может служить для фиксации газации и областью потока в камере 2 смекольцевых элементов 13 известными сред- 50 шения, например, в виде каналов в боковой ст ами. Конфузорная форма выполнения стенке9 последней. вн тренней поверхности 15 обеспечивает Экспериментальное испытание макета яокальное ускорение потока, а острые кром- заявленного устройства показало, что при ки на пересечении ее с боковой поверхно- реализации с его помощью заявленного ст ю 16 элементов 11 формируют 55 способа обеспечивается повышение степеот ывное течение синтенсивнымвихреоб- ни отделения газа в среднем на 30 по ра ованием по длине потока с образовани- сравнению с базовым способом. ем вихревых зон в форме торэ. Формула изобретения, При выполненнии вакуум-насоса8вви- 1. Способ подачи газосодержащих де эжектора в его активное сопла 17 пода- сред, включающий эжекционный захват акется рабочая среда, эжектирующая тивной средой пассивной среды, их смеше1838671

Фиг. I ние с образованием единого потока и откачку выделяющегося из него газа, о т л и ч а юшийся тем, что на периферии потока на участке смешения сред формируют локальные вихревые зоны, а откачку газа осущест- 5 вляют из этих зон.

2. Способ пой1,отл ича ющийся тем, что вихревые эоны формируют вдоль потока. 10

3. Способ по п.1 или 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что каждую из вихревых зон формируют в виде тора.

4, Способ по пп.1-3, от л и ч а ю щ и йс я тем, что газ дополнительно откачивают 15 из потока на его участках между вихревыми зонами.

5. Устройство для подачи газосодержащих сред, содержащее эжектор с камерой ,.смешения, выходным диффузором, актив- 20 ным и пассивным соплами, камеру дегазации в виде охватывающего камеру смешения кожуха и вакуум-насос, сообщенный с камерой. дегазации, от л и ч а ю щ е е с я тем, что в боковой стенке камеры смешения эжектора 25 образованы сквозные окна с вихреобразующими элементами со стороны проточной части камеры смешения, выполненными с возмож1 ностью формирования вихревых зон напротив окон, а последние сообщены с камеройдегаэации.

6. Устройство по п.5, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кожух выполнен в виде кольцевой оболочки, размещенной напротив наружной поверхности камеры смешения и закрепленной на входе и выходе последней.

7. Устройство по п.5 или 6, о т л и. ч а ющ е е с я тем, что боковая стенка камеры смешения образована соосными кольцевыми элементами, установленными с осевым зазором относительно друг друга, среза пассивного сопла и выходного диффузора.

8. Устройство по п.7, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сквозные окна образованы осевыми зазорами между кольцевыми элементами, внутренняя поверхность каждого иэ которых выполнена конфузорной. а вихреобраэующие элементы — в виде острых кромок, образованных пересечением конфузорной и боковой поверхностей элементов со стороны выходного диффузора.

9. Устройство по пп.5 — 8, отл и ч а ю ще е с я тем, что вакуум-насос выполнен в виде эжектора, пассивное сопло которого через вестовой клапан сообщено с камерой дегазации.

1838671

spnpaEnepue лсчэоко срам/

Составитель 8.Калаев

Техред М.Моргентал . Корректор М.Ткач

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина. 101

Заказ 2918 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5