RU2176056C1

RU2176056C1 - Separator

Info

Publication number: RU2176056C1
Application number: RU2000116281/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Зер (UA); Анатолий Васильевич Зеря; Владимир Викторович Заболотный (UA); Владимир Викторович Заболотный; Андриан Иванович Ефименко (UA); Андриан Иванович Ефименко
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2001-11-20

Abstract

FIELD: separators. SUBSTANCE: accommodated in vertical body with pipe unions of gas inlet and outlet pipes is swirler in the form of sleeve with spiral ribbings made on external surface consisting of one turn. Installed at end of turn is plate attached to turn surface and to surface of vertical generating line of sleeve with formation of partition. Swirler is installed in body so that plate-partition is located at level of pipe union of gas inlet pipe and displaced from its vertical axis through value of its internal radius R to side opposite to direction of turn. Swirler lower part has additional triangle flange with cut off vertexes over body inner diameter to form slots for gas passage, and central hole. Body may be made from a pipe. Due to this, velocity of incoming gas flow remains invariable in its passing round sleeve, over its full height which may be long enough. In this case, gas flow velocity under swirler is low and flow is more ordered. EFFECT: simplified process of separator manufacture due to gas tangential introduction by means of plate and inlet pipe union located nontangentially along axis; higher efficiency of gas cleaning. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для очистки газов, в частности в газовой промышленности для очистки природного газа. The invention relates to the field of engineering and can be used in all sectors of the economy for gas purification, in particular in the gas industry for the purification of natural gas.

Известен влагомаслоотделитель сжатого воздуха [1], содержащий корпус, снабженный входным и выходным штуцерами. При этом штуцер входа газа размещен в верхней части корпуса по его оси и соединен как одно целое с втулкой, внутри которой коаксиально размещен винт с образованием с втулкой винтового канала. Вокруг втулки также коаксиально размещена фильтрующая перегородка (сетка). Винт, втулка и фильтрующая перегородка установлены на плите с отверстиями, которая отделяет нижнюю часть корпуса, дно которого снабжено штуцером слива конденсата. Втулка и корпус снабжены горизонтальными перегородками, образующими по обе стороны фильтрующей перегородки ряд камер. Выходной штуцер соединен с полостями между втулкой, сеткой и корпусом. Known moisture separator of compressed air [1], comprising a housing provided with inlet and outlet fittings. In this case, the gas inlet fitting is located in the upper part of the housing along its axis and is connected integrally with the sleeve, inside of which a screw is coaxially placed to form a screw channel with the sleeve. Around the sleeve is also coaxially placed filtering screen (mesh). The screw, sleeve and filter baffle are mounted on a plate with holes that separates the lower part of the housing, the bottom of which is equipped with a condensate drain fitting. The sleeve and the housing are provided with horizontal partitions forming a series of chambers on both sides of the filtering partition. The outlet fitting is connected to the cavities between the sleeve, the mesh and the housing.

Недостатком указанного влагомаслоотделителя является низкая эффективность, т. к. происходит значительная потеря скорости газа при прохождении довольно длинного винтового канала. В результате уменьшаются центробежные силы, которые должны обеспечить отделение частиц от газа. Кроме того, сток отделившейся влаги происходит по фильтрующей перегородке и через отверстия в нижней решетке, т.е. против потока газа, прошедшего винтовой канал и направляющегося к выходному штуцеру. В результате осевшая влага опять захватывается газом, насыщает его и уносится через выходной патрубок. The disadvantage of this moisture separator is low efficiency, because there is a significant loss of gas velocity during the passage of a rather long screw channel. As a result, centrifugal forces are reduced, which should ensure the separation of particles from gas. In addition, the drain of separated moisture occurs through the filtering partition and through the holes in the lower grate, i.e. against the flow of gas passing through the screw channel and heading to the outlet fitting. As a result, the settled moisture is again captured by the gas, saturates it and is carried away through the outlet pipe.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков является водомаслоотделитель [2], который включает вертикальный корпус, снабженный штуцерами входа и выхода газа, и соосно установленный в нем завихритель в виде стакана со спирально выполненным на его наружной поверхности оребрением, причем штуцер входа газа размещен сбоку на образующей корпуса. Closest to the claimed combination of features is a water-oil separator [2], which includes a vertical housing equipped with gas inlet and outlet fittings, and a swirl coaxially mounted in it in the form of a glass with a finned spiral on its outer surface, and the gas inlet fitting is placed sideways on forming body.

При этом спиральное оребрение выполнено по всей высоте стакана. Штуцер входа газа установлен тангенциально. At the same time, spiral fins are made over the entire height of the glass. The gas inlet fitting is installed tangentially.

Недостатком данного водомаслоотделителя является низкая эффективность, т.к. газ проходит довольно длинный спиральный канал и теряет в нем скорость, обусловливая уменьшение центробежных сил и тем самым ухудшая условия отделения влаги. The disadvantage of this oil separator is low efficiency, because the gas passes through a rather long spiral channel and loses speed in it, causing a decrease in centrifugal forces and thereby worsening the conditions for separation of moisture.

Кроме того, при выходе газа из спирального канала внизу и повороте его для входа в стакан захватываются частицы влаги со дна сепаратора из-за достаточно большой скорости под завихрителем. In addition, when the gas leaves the spiral channel below and turns it to enter the glass, moisture particles are captured from the bottom of the separator due to the sufficiently high speed under the swirl.

Тангенциальное размещение штуцера входа усложняет технологию изготовления корпуса. The tangential placement of the inlet fitting complicates the manufacturing technology of the housing.

В основу изобретения поставлена задача создать сепаратор с такой конструкцией корпуса и завихрителя (даже значительной высоты), таким их взаимным расположением, которые позволили бы путем сохранения величины скорости входящего потока газа практически неизменной по всей высоте завихрителя, гашения скорости потока газа под завихрителем, обеспечения направления входящего потока газа в одну сторону, вниз по спирали, не располагая штуцер входа газа тангенциально, обеспечить повышение эффективности очистки газа и простоту технологии изготовления. The basis of the invention is the task of creating a separator with such a design of the casing and the swirl (even a considerable height), such their mutual arrangement, which would allow by keeping the velocity of the incoming gas flow almost unchanged over the entire height of the swirl, damping the gas flow velocity under the swirl, providing direction the incoming gas flow in one direction, down a spiral, without positioning the gas inlet fitting tangentially, to increase the efficiency of gas purification and simplicity of manufacturing technology ovalization.

Поставленная задача решена созданием сепаратора, который, как и известный, включает вертикальный корпус, снабженный штуцерами входа и выхода газа, и соосно установленный в нем завихритель в виде стакана со спирально выполненным на наружной поверхности оребрением, причем штуцер входа газа размещен сбоку. Однако, в отличие от известного, оребрение выполнено в виде одного витка, при этом в начале витка дополнительно установлена пластина, прикрепленная к поверхности части витка и вертикальной образующей стакана с образованием перегородки, причем завихритель установлен в корпусе так, что пластина-перегородка расположена на уровне штуцера входа газа и смещена от его вертикальной оси на величину его внутреннего радиуса R в сторону, противоположную направлению витка, а в нижней части завихрителя дополнительно закреплен фланец треугольной формы с обрезанными вершинами по внутреннему диаметру корпуса с образованием прорезей для прохода газа и центральным отверстием. The problem was solved by creating a separator, which, like the known one, includes a vertical casing equipped with gas inlet and outlet fittings, and a swirl coaxially mounted in it in the form of a glass with a finning spiral-shaped on the outer surface, and the gas inlet fitting is located on the side. However, unlike the known one, the fins are made in the form of a single turn, while at the beginning of the turn a plate is additionally mounted attached to the surface of the part of the turn and the vertical generatrix of the glass to form a partition, the swirl installed in the housing so that the partition plate is located at the gas inlet fitting and is offset from its vertical axis by the value of its internal radius R in the direction opposite to the direction of the turn, and a triangular shape flange is additionally fixed in the lower part of the swirl s with truncated tops on the inner diameter of the housing to form slits for the passage of gas and a central opening.

Кроме того, корпус сепаратора может быть выполнен из трубы. In addition, the separator housing may be made of pipe.

Выполнение оребрения в виде одного витка в сочетании с дополнительно установленной против штуцера входа газа пластиной-перегородкой, смещенной на величину внутреннего радиуса R по отношению к вертикальной оси штуцера в сторону, противоположную направлению витка, обеспечивает направление входящего потока газа в одну сторону по витку. Далее поток закручивается и идет в полости между стаканом и корпусом без препятствий и практически с неизменной скоростью. Это обусловливает возникновение достаточно больших центробежных сил, в том числе и при большой высоте завихрителя, и повышает эффективность отделения частиц. The implementation of the finning in the form of a single coil in combination with an additional plate-partition wall, offset by the value of the inner radius R with respect to the vertical axis of the nozzle in the direction opposite to the direction of the coil, ensures the direction of the incoming gas flow in one direction along the coil. Further, the flow swirls and goes into the cavity between the glass and the body without obstacles and with almost constant speed. This causes the appearance of sufficiently large centrifugal forces, including at a high height of the swirl, and increases the efficiency of separation of particles.

Пластина-перегородка в данном случае обеспечивает тангенциальный ввод газа, при этом штуцер входа газа установлен не тангенциально, а по оси на корпусе сепаратора. Это упрощает технологию изготовления корпуса. Кроме того, пластина-перегородка выполняет функцию отбойника. Дополнительно закрепленный фланец в нижней части завихрителя, выполненный треугольной формы с образованием прорезей для прохода газа, обеспечивает гашение скорости потока газа под завихрителем и его "успокоение". Таким образом, под завихритель газ попадает с меньшей скоростью и его поток более упорядочен, "успокоен". Это предотвращает унос частиц со дна сепаратора. Фланец также служит отбойником для газа, направляющегося в завихритель снизу. Кроме того, фланец является направляющей для завихрителя, а при его большой высоте удерживает его от колебаний, обусловленных колебаниями газового потока. Это повышает надежность сепаратора в работе. The partition plate in this case provides a tangential gas inlet, while the gas inlet fitting is not installed tangentially, but along the axis on the separator body. This simplifies the manufacturing technology of the housing. In addition, the partition plate serves as a chipper. An additionally fixed flange in the lower part of the swirl, made of a triangular shape with the formation of slots for the passage of gas, provides the damping of the gas flow rate under the swirl and its "calming". Thus, the gas enters under the swirl at a lower speed and its flow is more streamlined, "calm". This prevents particle entrainment from the bottom of the separator. The flange also serves as a chipper for gas flowing into the swirl from below. In addition, the flange is a guide for the swirl, and at its high height it keeps it from fluctuations due to fluctuations in the gas flow. This increases the reliability of the separator in operation.

Возможность выполнения корпуса сепаратора из трубы повышает его надежность в работе, а также упрощает технологию его изготовления благодаря исключению сварных швов и дополнительной механической обработки. The ability to perform the separator body from the pipe increases its reliability in operation, and also simplifies the technology of its manufacture due to the exclusion of welds and additional machining.

Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг. 1 изображен общий вид сепаратора в разрезе;
на фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1;
на фиг. 3 изображен разрез Б-Б фиг. 1.The invention is illustrated by drawings:
in FIG. 1 shows a General view of the separator in section;
in FIG. 2 shows a section AA of FIG. 1;
in FIG. 3 shows a section BB of FIG. 1.

Заявляемый сепаратор включает вертикальный корпус 1, снабженный штуцером входа 2 и штуцером выхода 3 газа из сепаратора. В корпусе 1 соосно установлен завихритель 4 в виде заполненного кольцами Рашига 5 стакана 6 с перфорированным дном 7 и спирально выполненным на наружной поверхности оребрением в виде одного витка. В начале витка 8 дополнительно установлена пластина 9, прикрепленная к поверхности витка 8 и вертикальной образующей стакана 6 с образованием перегородки. Завихритель 4 установлен в корпусе 1 так, что пластина-перегородка 9 расположена на уровне штуцера 2 входа газа и смещена от его вертикальной оси 10 на величину его (штуцера 2) внутреннего радиуса R в сторону, противоположную направлению витка. В нижней части завихрителя 4 дополнительно закреплен фланец 11 треугольной формы с обрезанными вершинами 12 по внутреннему диаметру корпуса 1, с образованием прорезей 13, и центральным отверстием 14. Кроме того, стакан 6 разделен на два отсека 15 и 16 горизонтальной перфорированной перегородкой 17, образующей с насадкой в нижней части полость 18. Корпус 1 в нижней части снабжен сливным штуцером 19. The inventive separator includes a vertical housing 1, equipped with a fitting inlet 2 and a fitting for the outlet 3 of gas from the separator. A swirler 4 is coaxially mounted in the housing 1 in the form of a glass 6 filled with Raschig rings 5 with a perforated bottom 7 and a finned coil in the form of a single coil spirally made on the outer surface. At the beginning of the turn 8, a plate 9 is additionally installed, attached to the surface of the turn 8 and the vertical generatrix of the glass 6 with the formation of a partition. The swirler 4 is installed in the housing 1 so that the partition plate 9 is located at the level of the gas inlet fitting 2 and is offset from its vertical axis 10 by the size of it (nozzle 2) of the inner radius R in the direction opposite to the direction of the turn. In the lower part of the swirl 4 is additionally fixed a triangular-shaped flange 11 with cut off vertices 12 along the inner diameter of the housing 1, with the formation of slots 13, and a central hole 14. In addition, the glass 6 is divided into two compartments 15 and 16 by a horizontal perforated partition 17 forming with a nozzle in the lower part of the cavity 18. The housing 1 in the lower part is equipped with a drain fitting 19.

Работает заявляемый сепаратор следующим образом. The inventive separator operates as follows.

Поток газа через штуцер 2 поступает в корпус 1 и посредством пластины-перегородки 9 направляется на виток 8 завихрителя 4. Поток закручивается вокруг стакана 6. Возникают центробежные силы, способствующие отделению частиц на стенках корпуса 1. Пластина-перегородка 9 также служит в качестве отбойника. Накопившаяся влага стекает в нижнюю часть корпуса 1. Поток газа проходит вниз к прорезям 13 практически со скоростью входа. Величина и форма прорезей 13 фланца 11 обеспечивают проход потока газа, но в то же время при этом происходит и частичное гашение скорости, "успокоение" потока. Таким образом, поток газа через прорези 13 проходит под завихритель 4 с более низкой скоростью и более спокойно, с минимальным захватом частиц со дна сепаратора. Далее поступает через отверстия дна 7 в отсек 15. Проходя через кольца 5 в отсеке 15, влага оседает на них. Капли укрупняются и стекают вниз. Газ выходит в свободное пространство - полость 17, расширяется там и происходит выпадение частиц жидкости. Пройдя через отверстия в перегородке 18, газ поступает во второй отсек 16, где происходит дальнейшее отделение влаги. Очищенный от капельной влаги газ через штуцер 3 выхода газа поступает в газопровод. Влага собирается в нижней части сепаратора и периодически удаляется через сливной штуцер 19. Кроме того, при входе газа в стакан 6 он (газ) натыкается на фланец 11, происходит выделение капель влаги, которые стекают в нижнюю часть сепаратора. The gas flow through the nozzle 2 enters the housing 1 and through the plate-baffle 9 is directed to the turn 8 of the swirler 4. The flow is twisted around the glass 6. Centrifugal forces arise that contribute to the separation of particles on the walls of the housing 1. The plate-baffle 9 also serves as a chipper. The accumulated moisture drains into the lower part of the housing 1. The gas flow passes down to the slots 13 almost at the speed of entry. The size and shape of the slots 13 of the flange 11 provide a passage of gas flow, but at the same time, there is a partial damping of speed, "calming" of the flow. Thus, the gas flow through the slots 13 passes under the swirl 4 with a lower speed and more quietly, with minimal capture of particles from the bottom of the separator. Then it enters through the openings of the bottom 7 into compartment 15. Passing through the rings 5 in compartment 15, moisture settles on them. Drops are enlarged and flow down. The gas enters the free space - cavity 17, expands there and liquid particles fall out. After passing through the holes in the partition 18, the gas enters the second compartment 16, where there is a further separation of moisture. The gas purified from drip moisture through the gas outlet 3 enters the gas pipeline. Moisture is collected in the lower part of the separator and periodically removed through the drain nozzle 19. In addition, when the gas enters the glass 6, it (gas) stumbles onto the flange 11, moisture drops are released that flow into the lower part of the separator.

Источники информации
1. Патент ПНР N 60070, МКИ B 01 D, опубл. 1970.Sources of information
1. Patent NDP N 60070, MKI B 01 D, publ. 1970.

2. А.с. N 1272064, МКИ 4 F 25 B 43/02, опубл. в БИ N 43, 1986. 2. A.S. N 1272064, MKI 4 F 25 B 43/02, publ. in BI N 43, 1986.

Claims

1. A separator comprising a vertical casing, equipped with gas inlet and outlet fittings, and a swirl coaxially mounted in it in the form of a cup with a fins spirally made on the outer surface, the gas inlet fitting being placed on the side, characterized in that the fins are made in the form of one turn, at the same time, at the beginning of the turn, a plate is additionally mounted attached to the surface of the part of the turn and the vertical generatrix of the glass with the formation of a partition, the swirl being installed in the housing so that the partition plate positioned at the level of the gas inlet fitting and offset from the latter’s vertical axis by the value of its inner radius R in the direction opposite to the direction of the turn, and in the lower part of the swirler a triangular-shaped flange with cut off vertices along the inner diameter of the casing with the formation of slots for gas passage and the central hole.

2. The separator according to claim 1, characterized in that its body is made of pipe.