Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа
Владельцы патента RU 2508152:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
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. Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа содержит снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости. Корпус 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 карманов окружностью радиусом R с центрами кривизны карманов, расположенными внутри поперечного сечения корпуса. Корпус смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины. Полоса согнута по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов окружностью радиуса R. Карманы по периметру корпуса могут быть различными по размерам. При этом расстояние между линиями сгиба равно не менее π R. По всей длине корпуса смонтирована коническая пружина с прямоугольным сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Техническим результатом является повышение эффективности отделения дисперсных частиц от газа. 7 ил.
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 результатом является расширение технологических возможностей, повышение эффективности отделения дисперсных частиц от газа.
Поставленная задача достигается тем, что в сепараторе 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 винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения корпуса в виде карманов окружностью радиусом R с центрами кривизны карманов расположенными внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов окружностью радиуса R, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно не менее π R, причем по всей длине корпуса смонтирована коническая пружина с прямоугольным сечением витков, 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 прямоточного для отделения дисперсных частиц от газа.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны, гидравлическое сопротивление движению газа и дисперсными частицам снижается, что 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 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 карманов окружностью радиусом R с центрами кривизны карманов расположенными внутри поперечного сечения корпуса, 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 по размещенным под углом не менее 45° ее продольным кромкам линиям сгиба, при этом расстояние между линиями сгиба равно не менее π R, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону винтовых поверхностей в виде карманов окружностью радиусом R, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, что расширяет технологичесие возможности
Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине корпуса смонтировна коническая пружина 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 конической пружины 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 коническая пружина 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 возможность.
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 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 с центрами кривизны расположенными внутри поперечного сечения корпуса; 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 газа внутри корпуса 1 смонтировна с прямоугольным сечением витков коническая пружина 8 с направлением витков, которые могут совпадать или быть противоположными направлением винтовых канавок внутри корпуса 1. Коническая пружина 8 оборудована устройством для изменения шага витков конической пружины 8 путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков конической 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 1 в виде карманов окружностью радиусом R с центрами кривизны карманов расположенными внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом не менее 45 к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов окружностью радиуса R, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно не менее π R. Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) 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 поверхностей винтовых линий (на фиг.3 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 11-12-13-14-15-16-17-18-19-20 и винтовых поверхностей (фиг.4) криволинейной формы в виде карманов 21, 22, 23, 24, 25, 26 окружностью радиусом R с центрами кривизны карманов расположенными внутри поперечного сечения корпуса.
Полоса 9 (фиг.5, фиг.6) согнута по прямым линиям 27 под одинаковыми углами Р не менее 45° к кромкам полосы 10, размещенных друг от друга на расстояниях не менее π R, равных длине развертки периметра карманов, не менее например, для карманов 21-26 на расстояниях L. Полоса 9 после сгиба (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 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 конической пружины 8 с прямоугольным сечением витков, 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.
Сепаратор прямоточный для отделения дисперсных частиц от газа, содержащий снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости, отличающийся тем, что корпус 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 карманов окружностью радиусом R с центрами кривизны карманов, расположенными внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой под размещенными под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов окружностью радиуса R, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно не менее πR, причем по всей длине корпуса смонтирована коническая пружина с прямоугольным сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
