RU2042434C1

RU2042434C1 - Centrifugal separator

Info

Publication number: RU2042434C1
Authority: RU
Inventors: В.Е. Тройнин
Original assignee: Акционерное общество "Новатор"
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: gas industry. SUBSTANCE: centrifugal separator has a housing and a cylindrical turbulent chamber with axial branch pipes for the gas inlet and outlet mounted in it with the chamber forming with the housing a collector of the separated liquid. A swirl cone is mounted in the input to the chamber. It has the shape of a hollow deflector being in communication with the liquid collector. The deflector has holes for sucking the liquid from its surface and a perforated axial through channel. A separation member is mounted in it. The deflector blades are made hollow, are in communication with its cavity and with the collector of the separated liquid on the face ends. In the tail part of the blades through ejection holes are made. The holes of the deflector and of the axial channel are covered with porous material having rosin-core properties. EFFECT: facilitated manufacture. 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки газа от жидких примесей с использованием центробежных сил, возникающих при закручивании газового потока, и может быть использовано в газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности. The invention relates to a device for cleaning gas from liquid impurities using centrifugal forces arising from the twisting of the gas stream, and can be used in gas, petrochemical and other industries.

Известен центробежный сепаратор, содержащий корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевым вводом и выводом газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель, включающий полый сообщающийся со сборником жидкости каплевидный обтекатель с канавками на поверхности и укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками, причем завихритель снабжен трубкой с расширителем на конце, образующей в обтекателе сквозной осевой канал, выполненной с отверстиями и снабженной сепарационными элементами. A centrifugal separator is known, comprising a housing, a cylindrical vortex chamber installed inside it with an axial gas inlet and outlet, forming a collection of separated liquid with the housing, a swirler installed at the chamber inlet, including a hollow teardrop-shaped cowling in communication with the liquid collector with grooves on the surface and fixed to it larger diameter inclined blades, and the swirl is equipped with a tube with an expander at the end, forming a through axial channel in the fairing, made with holes and bzhennoy separation elements.

Недостатком известного сепаратора является малая эффективность отделения жидкости из-за недостаточного подсоса ее в сборник отделенной жидкости. A disadvantage of the known separator is the low efficiency of liquid separation due to insufficient suction of it in the collection of separated liquid.

Из известных наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является центробежный сепаратор, содержащий корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевыми патрубками ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель, включающий полый сообщающийся со сборником жидкости каплевидный обтекатель с канавками на поверхности, с укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками и с перфорированным осевым сквозным каналом, в котором установлены сепарационные элементы. Сепаратор снабжен размещенной на выходе вихревой камеры и сообщающейся со сборником отделенной жидкости камерой отсоса газа, установленной с образованием между ее стенкой и патрубком вывода газа щели для эжекции газа, завихритель выполнен со щелью, сообщающей его внутреннюю полость с полостью вихревой камеры и размещенной в его верхней части в месте соединения хвостовой части обтекателя со стенкой осевого канала. Of the known closest to the proposed technical essence is a centrifugal separator containing a housing, a cylindrical vortex chamber installed inside it with axial gas inlet and outlet nozzles, forming a collection of separated liquid with the housing, a swirl mounted at the inlet of the chamber, including a hollow communicating fluid collector teardrop-shaped fairing with grooves on the surface, with inclined blades fixed on its larger diameter and with a perforated axial through channel in which separation elements are installed. The separator is equipped with a gas suction chamber located at the outlet of the vortex chamber and communicating with the separated liquid collector, which is formed with a gap between its wall and the gas outlet pipe for gas ejection, the swirl is made with a slit communicating its internal cavity with the cavity of the vortex chamber and placed in its upper parts at the junction of the tail of the fairing with the wall of the axial channel.

Недостатки известного сепаратора заключаются в том, что эжекционные отверстия для создания разрежения в полости обтекателя размещены в хвостовой части обтекателя, т. е. в диффузорной части периферийного канала, где разрежение имеет незначительную величину, так как скорость периферийного потока падает из-за расширения сечения канала в этом месте. Поэтому в полости обтекателя и в сборнике жидкости разрежение незначительное, что не обеспечивает достаточной интенсивности подсоса пленочной жидкости с поверхности обтекателя и его осевого канала в полость обтекателя, а также с поверхности стенки вихревой камеры в сборник для отделенной жидкости. Установленные в выходной части вихревой камеры эжекционные отверстия для создания разрежения в сборнике для жидкости также не создают требуемого разрежения из-за относительно малой скорости выхода очищенного газа через конфузор выходного патрубка. Малое разрежение в полости обтекателя и сборнике для жидкости обусловлено еще и тем, что отверстия для отсоса жидкости являются открытыми, что приводит к подсосу значительной части газа вместе с жидкостью. При этом сепаратор характеризуется высоким гидравлическим сопротивлением из-за выполнения выходного патрубка в виде конфузора, размещенного во внутренней части вихревой камеры. The disadvantages of the known separator are that the ejection holes for creating a vacuum in the cavity of the fairing are located in the rear part of the fairing, i.e. in the diffuser part of the peripheral channel, where the vacuum is insignificant, since the velocity of the peripheral flow decreases due to the expansion of the channel cross section in this place. Therefore, the rarefaction in the cowl cavity and in the liquid collector is insignificant, which does not provide sufficient intensity of suction of the film liquid from the surface of the cowl and its axial channel into the cowl cavity, as well as from the wall surface of the vortex chamber into the collector for the separated liquid. The ejection openings installed in the outlet part of the vortex chamber to create a vacuum in the liquid collector also do not create the required vacuum due to the relatively low outlet velocity of the purified gas through the outlet nozzle confuser. The small vacuum in the fairing cavity and the fluid collector is also due to the fact that the openings for the suction of the liquid are open, which leads to the suction of a significant part of the gas along with the liquid. In this case, the separator is characterized by high hydraulic resistance due to the execution of the outlet pipe in the form of a confuser located in the inner part of the vortex chamber.

Цель изобретения повышение эффективности отделения жидкости при снижении гидравлического сопротивления. The purpose of the invention is to increase the efficiency of liquid separation while reducing hydraulic resistance.

Для этого в центробежном сепараторе, содержащем корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевыми патрубками ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель в виде полого, сообщенного со сборником жидкости каплевидного обтекателя с отверстиями для отсоса жидкости на его поверхности, с укрепленными на его большем диаметре наклонными лопатками и с перфорированным осевым сквозным каналом, в котором установлен сепарационный элемент, и средство для создания разрежения в полости обтекателя и сборнике отделенной жидкости в виде сквозных отверстий, в соответствии с изобретением, лопатки обтекателя выполнены полыми, сообщены по торцам с полостью обтекателя и сборником отделенной жидкости, а эжекционные отверстия средства размещены в хвостовой части лопаток, причем отверстия обтекателя и осевого канала покрыты пористым материалом с фитильными свойствами. For this purpose, in a centrifugal separator containing a housing, a cylindrical vortex chamber installed inside it with axial gas inlet and outlet nozzles, forming a collection of separated liquid with the housing, a swirl installed at the inlet of the chamber in the form of a hollow communicating with the liquid collector teardrop fairing with holes for suction liquid on its surface, with inclined vanes fixed on its larger diameter and with a perforated axial through channel in which the separation element is installed, and means for I create a vacuum in the cavity of the fairing and the collector of the separated fluid in the form of through holes, in accordance with the invention, the fairing blades are hollow, communicated at the ends with the fairing cavity and the collector of the separated fluid, and the ejection openings of the means are located in the tail of the blades, with the fairing and axial channel covered with a porous material with wick properties.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображена схема устройства, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 узел I на фиг. 1. The invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a diagram of a device, a General view; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in figure 1; in FIG. 4 node I in FIG. 1.

Центробежный сепаратор содержит корпус 1, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру 2 осевыми патрубками 3 и 4 ввода и вывода газа, образующую с корпусом сборник 5 отделенной жидкости, установленный на входе в камеру завихритель в виде каплевидного обтекателя 6 с отверстиям 7 на его поверхности для отсоса жидкости и наклонными лопатками 8. Обтекатель 6 снабжен полостью 9 и осевым сквозным каналом 10. В канале 10 установлен сепарационный элемент 11 с отверстиями 12 для отсоса жидкости в полость 9, покрытые слоем 13 пористого материала с фитильными свойствами. Лопатки 8 выполнены полыми, их полость сообщена с полостью 9 обтекателя 6 и сборником 5 жидкости через торцовые отверстия 14 и 15. Отверстия 7 обтекателя 6 покрыты слоем 16 пористого материала с фитильными свойствами. Стенка вихревой камеры 2 снабжена отверстиями 17 для отсоса пленочной жидкости в сборник 5, покрытыми слоем 18 пористого материала с фитильными свойствами. Сепаратор снабжен средством для создания разрежения в полости 9 обтекателя 6 и в сборнике 5 в виде сквозных эжекционных отверстий 19, размещенных в хвостовой части лопаток 8. Нижняя лопатка 20 выполнена без эжекционных отверстий и служит патрубком для слива жидкости в сборник 5, имеющий патрубок 21 для овода жидкости из сепаратора. The centrifugal separator contains a housing 1, a cylindrical vortex chamber 2 installed inside it, with axial nozzles 3 and 4 of gas inlet and outlet, forming a collection of separated liquid 5 with the housing, a swirl in the form of a tear-shaped fairing 6 at the inlet of the chamber with holes 7 on its surface for suction liquids and inclined blades 8. The cowling 6 is provided with a cavity 9 and an axial through channel 10. A separation element 11 with holes 12 is installed in the channel 10 for suctioning liquid into the cavity 9, covered with a layer 13 of porous material with wick properties. The blades 8 are hollow, their cavity is in communication with the cavity 9 of the fairing 6 and the fluid collector 5 through the end holes 14 and 15. The holes 7 of the fairing 6 are covered with a layer 16 of porous material with wick properties. The wall of the vortex chamber 2 is provided with openings 17 for suctioning the film liquid into the collector 5, covered with a layer 18 of porous material with wick properties. The separator is equipped with a means for creating a vacuum in the cavity 9 of the fairing 6 and in the collector 5 in the form of through ejection holes 19 located in the tail of the blades 8. The lower blade 20 is made without ejection holes and serves as a pipe for draining the fluid into the collector 5, having a pipe 21 for fluid from the separator.

Предлагаемый центробежный сепаратор работает следующим образом. The proposed centrifugal separator operates as follows.

Газ с аэрозольной жидкостью поступает в корпус 1 через входной патрубок 3 и попадает на обтекатель 6 завихрителя. Здесь поток разделяется на осевой и периферийный. Осевой центральный поток, в котором преобладают мелкодисперсные капли и концентрация капельной жидкости ниже, попадает в осевой сквозной канал 10 и проходит через сепарационный элемент 11. Часть потока, ударившись о лобовую поверхность обтекателя 6, отклоняется ею к периферии, причем часть жидкости, содержащаяся в потоке, удерживается лобовой поверхностью и в виде пленки перемещается до слоя 16 пористого материала, который впитывает эту жидкость и равномерно распределяет по всему периметру благодаря фитильным свойствам при одновременном отсосе жидкости через отверстия 7 в полость 9 обтекателя, в которой образуется разрежение под действием эжекции через отверстия 19 при обтекании лопаток 8 потоком газа. Жидкость из полости 9 через полость лопатки 20 стекает в сборник 5. Пеpиферийный поток с крупнодисперсной и пристеночной жидкостью при взаимодействии с лопатками 8 закручивается, в результате чего под воздействием центробежных сил жидкость оседает на стенке вихревой камеры 2 и в виде пленки смещается по ходу газового потока до слоя 18 пористого материала, где впитывается им и отсасывается в полость сборника 5. При проходе газа через осевой канал 10 он сепарируется центробежным элементом 11, при этом жидкость отбрасывается на стенку канала и впитывается слоем 13 пористого материала, а затем через отверстия 12 всасывается в полость 9 обтекателя. Gas with aerosol liquid enters the housing 1 through the inlet pipe 3 and enters the fairing 6 of the swirler. Here, the flow is divided into axial and peripheral. The axial central flow, in which finely divided droplets prevail and the concentration of dropping liquid below, enters the axial through channel 10 and passes through the separation element 11. Part of the flow, having hit the frontal surface of the fairing 6, is deflected to the periphery, and part of the fluid contained in the flow is held by the frontal surface and moves in the form of a film to the layer 16 of the porous material, which absorbs this liquid and evenly distributes around the entire perimeter due to the wick properties while TSNR fluid through the opening 7 into the cavity of the fairing 9, in which a vacuum is formed under the action of ejection through the orifices 19 in the flow around the blades 8 gas flow. The liquid from the cavity 9 flows through the cavity of the blade 20 into the collector 5. The peripheral flow with coarse and near-wall fluid twists when interacting with the blades 8, as a result of which, under the influence of centrifugal forces, the liquid settles on the wall of the vortex chamber 2 and moves in the form of a film along the gas flow to the layer 18 of porous material, where it is absorbed by it and aspirated into the cavity of the collector 5. When gas passes through the axial channel 10, it is separated by a centrifugal element 11, while the liquid is thrown onto the channel wall and air yvaetsya porous material layer 13, and then sucked through the holes 12 into the cavity 9 of the fairing.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество очистки газа за счет увеличения разрежения в полости обтекателя и сборнике жидкости, что способствует интенсификации всасывания пленочной жидкости с поверхности элементов сепаратора и ее отвода в емкость для сбора жидкости. Повышение разрежения обеспечивается благодаря размещению эжекционных отверстий в хвостовой части лопаток, т. е. в том месте, где скорость движения газа максимальна из-за сужения в горловине периферийного канала. При отекании потоком лопаток в их хвостовой части образуется дополнительное разрежение в результате срыва потока с лопастей. При этом в значительной мере повышается интенсивность эжекции, так как лопаток, а следовательно, и отверстий на них значительное количество, а путь отсоса минимален, что снижает сопротивление отсосу. Поддержанию значительного разрежения в полости обтекателя и сборника для жидкости способствует также то, что пористый материал с фитильными свойствами затрудняет подсос газа в полость обтекателя и емкости из-за заполненности его пор жидкостью. Кроме того, в существенной мере снижается гидравлическое сопротивление сепаратора благодаря устранению поперечной перегородки на выходе из вихревой камеры и конфузорной части выходного патрубка. The present invention improves the quality of gas purification by increasing the vacuum in the cavity of the fairing and the fluid collector, which contributes to the intensification of the absorption of the film fluid from the surface of the separator elements and its removal into the container for collecting liquid. The increase in rarefaction is ensured by the placement of ejection holes in the tail of the blades, that is, in the place where the gas velocity is maximum due to the narrowing in the neck of the peripheral channel. When the blades flow away from the blades in their tail section, an additional rarefaction is formed as a result of stall flow from the blades. At the same time, the ejection intensity is significantly increased, since there are a significant number of blades, and therefore the holes on them, and the suction path is minimal, which reduces the resistance to suction. Maintaining a significant rarefaction in the cavity of the fairing and the collector for the liquid also contributes to the fact that a porous material with wick properties makes it difficult to suck in gas into the cavity of the fairing and capacity due to the filling of its pores with liquid. In addition, the hydraulic resistance of the separator is significantly reduced due to the elimination of the transverse baffle at the outlet of the vortex chamber and the confuser part of the outlet pipe.

Claims

A CENTRIFUGAL SEPARATOR containing a housing, a cylindrical vortex chamber installed inside it with axial gas inlet and outlet nozzles, forming a collection of separated liquid with the housing, a swirl mounted at the chamber inlet in the form of a hollow communicating with a liquid collector of a drop-shaped fairing with holes for suction of liquid on it surfaces, with inclined blades fixed on its larger diameter and a perforated axial through channel in which the separation element is installed, and means for creating friction in the cavity of the fairing and the collector of the separated liquid in the form of through ejection holes, characterized in that the blades of the fairing are hollow, communicated at the ends with the cavity of the fairing and the collector of the separated liquid, and through ejection holes and means for creating a vacuum are located in the tail of the blades, the holes of the fairing and the axial channel are covered with a porous material with wick properties.