FI83164B - Gas-vattenseparator. - Google Patents

Description

! 83164

KAASU-VESI-EROTIN - GAS-VATTENSEPARATOR

Esillä oleva keksintö koskee kaasu-vesi-ero-tinta, jossa on pääasiassa sylinterimäinen, putkimai-5 nen väliseinämäelin sijoitettuna kotelon yläosaan akseli pääasiassa pystyyn siten, että se muodostaa rengasmaisen tilan väliseinämäelimen ja sitä ympäröivän kotelon väliin, jolloin rengasmaiseen välitilaan väliseinämäelimen ja ympäröivän kotelon väliin on sijoitettu kier-10 tosiivekkeitä, joihin kuuluu spiraaliohjainelimiä ja kaltevia seinämäelimiä, ja jolloin rengasmaisen välitilan ylä- ja alaosat ja väliseinämäelimen sisäpuoleinen poraus on yhdistetty sisääntuloon, tyhjennysventtiiliin ja vast, ulosmenoon.

15 Erotin on tarkoitettu liitettäväksi kaasuput keen, kuten höyryputkeen tai paineilmaputkeen veden, (esim. kondensaatin) erottamiseksi kaasusta ympäristöön. Erityisesti keksintö koskee kaasu-vesi-erotinta kaasun ja veden erottamiseksi toisistaan pyörivän vir-20 tauksen aiheuttaman keskipakovoiman avulla.

Tämäntyyppisessä kaasu-vesi-erottimessa virtausta pyöritetään yläosassa kotelon sisäpuolella ja kaasun sisältämät vesitipat erotetaan ulkopuolelle muodostuvan keskipakovoiman avulla ja erotetaan täten. 25 Kaasu johdetaan ulosmenopuolelle, kun taas erotetut vesitipat poistetaan kotelon ulkopuolelle tyhjennysvent-tiilin kautta, joka on sijoitettu alaosaan kotelon sisäpuolelle.

Johdannossa annetussa rakenteessa virtaus 30 sisääntulosta saatetaan pyörimään rengasmaisessa tilassa kiertosiivekkeiden avulla niin, että vesipisarat saadaan erottumaan ulkopuolelle keskipakovoiman ansiosta. Näin erotetut vesitipat virtaavat alas ja poistetaan ympäristöön tyhjennysventtiiliosan kautta. Pyörivän virtauksen 35 keskiosassa kaasu liikkuu kohden ulosmenopuolta väliseinämäelimen sisäpuoleisen porauksen lävitse.

Yllä esitetyssä tavanomaisessa rakenteessa 2 83164 vesipisarat saadaan siirrettyä vain osittain ulosmeno-puolelle, vaikka pyörivää virtausta vahvistetaan, ja on ollut mahdotonta parantaa kaasu-vesi-erotuksen tehokkuutta tietyn asteen yli.

5 Syynä tähän on se, että prosessi perustuu ainoastaan siihen luonnonlakiin, että virtauksen pyöriessä keskipakovoima pakottaa massaltaan suuremman virtauksen ulospäin, jolloin hyvin pienet vesitipat kääntyvät sisäänpäin ulkopuolelta pitkin pintaa ja 10 siirtyvät täten ulosmenopuolelle kaasun kanssa.

Esillä olevan keksinnön teknisenä ajatuksena on ottaa kiinni vesitipat ja poistaa nämä positiivisesti ulkopuolelle kaasu- ja vesierottimessa, joka on varustettu kiertosiivillä.

15 Yllä mainitun ongelman esillä olevan keksinnön mukaisen ratkaisun mukaan spiraaliohjainelimet työntyvät asteettain ulospäin kaltevien seinämäelimien yläpäistä, jotka työntyvät vinosti alaspäin väliseinämäelimen ulkokehältä kohden sen alapäätä siten, että spiraalioh-20 jainelimen ja radiaalin seinämäelimen yhtymäkohdassa, kaltevan seinämäelimen alaosassa on porras.

Edellä esitetty tekninen laite johtaa seuraa-vaan toimintaan.

Rengasmainen tila muodostuu yli sylinterimäisen 25 väliseinämäelimen ulkokehän, ja kaltevasti alaspäin kallistetut seinämät sijaitsevat rengasmaisessa välitilassa niin, että virtaus vaihtaa liikesuunnan vinosti kaltevaan suuntaan kulkiessaan läpi rengasmaisen tilan. Näinollen virtaus pyörii rengasmaisessa tilassa jatku-30 vuutensa johdosta, ja tämä pyöriminen ulottuu kaltevien seinämien ylä- ja alapuolelle, so. virtaus tulee rengasmaiseen tilaan pyörien ja poistuu siitä myös pyörien.

Koska spiraaliseinämät työntyvät ulospäin asteittain kaltevien seinämien yläpäistä kallistettujen 35 seinämien alapäihin, virtaus liikkuu enemmän ulospäin kuin vastaten rengasmaisen tilan tangentiaalista suuntaa ja puhalletaan paremmassa tilassa ulkopuolella sijaitse- 3 83164 van kotelon sisäseinää vasten. Lisäksi, koska rengasmaisen tilan leveys pienenee kohden kaltevien seinämien alapäitä näiden yläpäistä, pyörivän virtauksen nopeus lisääntyy asteittain ja saavuttaa maksimin alemmassa 5 päätyosassa.

Lisäksi, koska spiraaliseinämät on yhdistetty askeleittain radiaalisiin päätyseinämiin kaltevien seinämien alapäissä, rengasmainen välitila laajenee yhtäkkiä näissä päätyseinämäosissa. Näinollen, kun neste 10 pyörii, paine lähellä päätyseinämää laskee ja vesitipat, jotka liimautuvat lähellä oleviin seinämäpintoihin, kerääntyvät liitosreunoihin spiraaliseinämien ja pääty-seinämien välillä, puhalletaan sitten pois voimakkaan pyörivän virtauksen avulla, jonka nopeus on saavuttanut 15 maksiminsa liitosreunaosissa, kuten aiemmin on todettu, ja puhalletaan ulkopuoleisen kotelon sisäseinämää vasten.

Keksinnöllä on seuraavat erityiset vaikutukset. Kaasu-vesi-erotusta ei saada aikaan ainoastaan virtauk-20 sen pyörimisen aiheuttaman keskipakovoiman ansiosta, vaan vesitipat saadaan myös kerättyä positiivisesti liitosreunoihin spiraaliseinämien ja päätyseinämien välissä, ja pyörivä virtaus saavuttaa maksiminsa näissä reunaosissa vesitippojen puhaltamiseksi pois näistä 25 osista aiheuttaen sen, että ne puhalletaan vasten ulkopuoleisen kotelon sisäseinämää. Seurauksena kaasu-vesi--erotuksen tehokkuus on äärimmäisen korkea.

Tätä ei saavuteta ainoastaan lisääntyneellä pyörivän virtauksen nopeudella, vaan rengasmaisen tilan 30 laajuus saa minimin kallistettujen seinämien alemmissa päätyosissa maksimin antamiseksi pyörivän virtauksen nopeudelle tärkeissä kohdissa, nimittäin kallistettujen seinämien alemmissa päätyosissa. Sen vuoksi pyörivä virtaus on suhteellisen alhainen ennen näitä kohtia ja 35 niiden jälkeen estäen täten vesitippojen kulkeutumisen ____ ulosmenopuolelle yhdessä kaasun kanssa tai estäen veden pinnan häiriintymisen tyhjennysventtiiliosassa ja tyh- 4 83164 jennysventtiilin virheellisen toiminnan.

Mikäli seuraavassa esitetty otetaan huomioon toteutettaessa esillä olevaa keksintöä, saavutetaan parempi toiminta ja parempi teho.

5 Jos pitkänomainen seinämä, joka työntyy väli- seinämäelimen ulommalta kehäseinämältä radiaalisesti, muodostuu ylöspäin jokaisesta kallistetun seinämän yläpäästä, virtaus, joka tulee rengasmaiseen tilaan pyörien, iskeytyy vasten pitkänomaista seinämää niin, että 10 vesitipat iskeytyvät osittain vasten pitkänomaista seinämää ja liimautuvat tähän sekä erottuvat täten kaasusta.

Jos ainakin väliseinämäelimen ulompi kehäseinä-mäpinta, johon kallistetut seinämät ja spiraaliseinämät 15 kuuluvat, on muodostettu niin, että siinä on karhea pinta, vesitipat liimautuvat tähän ulompaan kehäseinämä-pintaan helpommin ja pyörivän virtauksen pintanopeus seinämäpinnan läheisyydessä vähentyy huomattavasti täten mahdollistaen vesitippojen tarttumisen seinämäpinnal-20 le. Seinämäpinnalle täten tarttuneet vesitipat kerääntyvät liittäviin reunaosiin, kuten on kuvattu edellä, ja puhalletaan ulkopuoleisen kotelon sisempää seinämää vasten. Täten vesitipat voidaan erottaa kaasusta saattamalla ne liimautumaan karhealle seinämäpinnalle.

25 Jos väliseinämäelimen alemman päätyosan ulompi kehä työntyy ulospäin asteittain alaspäin kapeampaan tilaan kotelon sisäpinnalta, pyörivän virtauksen nopeus kasvaa jälleen ja vesi eroaa kaasusta ja puhalletaan jälleen ulkopuoleisen kotelon sisäseinämän pintaa vas-30 ten. Tässä tapauksessa haluttu toiminta ja teho saavutetaan, jos väliseinämäelimen alemman päätyosan ulomman kehän kaltevuuskulma pystysuuntaan nähden on välillä 25 - 50°. Parhaat tulokset saavutetaan erityisesti silloin, kun kaltevuuskulma on 35°.

35 Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin sovellutusesimerkin avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 5 83164 kuva 1 esittää esillä olevan keksinnön mukaista kaasu-vesi-erotinta leikattuna ja yhdistettynä alen-nusventti i1i in; kuva 2 esittää pitkittäissuuntaista leikkausta 5 väliseinämäelimestä; kuva 3 esittää leikkausta pitkin viivaa III -III kuvasta 2; ja kuva 4 esittää väliseinämäelintä perspektiivi- kuvana .

10 Kuva 1 esittää keksinnön mukaista kaasu-vesi- erotinta A alennusventtiileineen B höyryä varten.

Koteloon kuuluu jousikotelo 2, joka ympäröi paineensäätöjousta 1, venttiilikotelo 4, johon on sijoitettu ohjausventtiili 3, runko 6, johon on sijoitettu 15 pääventtiili 5, erotinkotelorunko 8, joka muodostaa kaasu-vesi-erotinkammion 7, ja alapohja 9. Nämä komponentit on valmistettu valamalla.

Kalvo 10, joka muodostuu ohuesta metallilevystä, on jousikotelon 2 ja venttiilikotelon 4 välillä.

20 Paineensäätöjousen 1 alapää on kosketuksissa kalvon 10 yläpinnan kanssa kalvolautasen 11 välityksellä, kun taas ohjainventtiilin 3 ohjainventtiilikaraan 12 kiinnitetyn hatun 13 yläpää on kosketuksissa kalvon alapinnan kanssa. Tila kalvon 10 yläpuolella on yhdis-25 tetty ulkopuoleiseen ilmaan tiehyeen 14 kautta, kun taas tila sen alapuolella on yhdistetty myöhemmin kuvattavaan ulosmenoon 23 tiehyen 15 kautta.

Säätöruuvi 17 on kiinnitetty jousikotelon 2 yläpohjaan ruostumattomasta teräksestä valmistetun 30 laakerin 16 lävitse ja se on lukittu kääntymisen suhteen lukitusmutterilla 18. Teräskuula 20 on sijoitettu säätö-ruuvin 17 ja jousikengän 19 väliin, joka on sijoitettu paineensäätöjousen 1 yläpään päälle.

Säätöruuvin 17 ulostyöntyvä osa on suojahatun 35 21 peittämä, joka on liitetty irroitettavasti kierteellä jousikoteloon 2.

Runkoon 6 on muodostettu sisääntulo 22 ja ulos- 6 83164 meno 23. Sisääntulo 22 ja ulosmeno 23 ovat vaakasuoran seinämän 24 erottamia ja seinämään 24 kierteellä liitetyn venttiili-istukkaelimen venttiilisolan 25 yhdistämiä toisiinsa. Pääventtiili 5 on sijoitettu venttiilisolan 5 25 alapuolelle ollen kierukkajousen pitämänä joustavasti pakotetussa tilassa. Sen yläpää on yhdistetty mäntään 26.

Ohjausventtiili 3 on sijoitettu sisääntuloon 22 johtavan tiehyen 27 ja männän 26 yläpuolelle muodos-10 tuvaan tilaan johtavan tiehyen 28 väliin. Siihen kuuluu ohjausventtiilin kara 12, joka on sovitetty liukumaan ohjausventtilin istukan 29 läpi, ja ohjausventtiili-elementti 30, joka on liitetty venttiilikaran 12 alapäähän, ja se on pakotettu ylöspäin alhaalta jousen 15 avulla. Tiehyeeseen 27 on sijoitettu sihti 31.

Mäntä 26 on sovitettu liukumaan sylinterin 32 sisäpuolella, joka on liitetty rungon 26 sisäkehään, ja kaksi rengasmaista uraa on muodostettu männän ulkokehälle, joihin on sijoitettu männänrenkaat, jota on 20 valmistettu polytetrafluorietyleenistä (PTFE), ja jouset männänrenkaiden sisäpuolelle. Mäntä 26 on edelleen varustettu aukolla 33, joka yhdistää männän ylä- ja alapinnat päästäen sen lävitse tietyn määrään virtauksesta männän yläpinnalta ja muodostaen täten paineen 25 säädön.

Alennusventtiilin B päämännän 5 ympärille on sijoitettu yleisesti sylinterimäinen kaksoisväliseinä-mäelin 34. Ulkopuoleinen sylinteri on suora, ja se on muodostettu matalammaksi kuin sisäpuoleinen sylinteri, 30 joka laajeni hiukan sen ylä- ja alaosissa. Kapeneva sihti 35 on sijoitettu väliseinämelimen 34 ulkopuolelle. Väliseinämäelimen 34 sisäpuolelle on muodostettu yhtenäisesti yhdystanko 36 keskiakselille rivan lävitse pääventtilin 5 alaosan ohjaamiseksi. Sisääntulo 22 on 35 yhdistetty sihdin 35 kautta rengasmaiseen tilaan 37, joka muodostuu väliseinämäelimen 34 kahden sylinteri-mäisen osan väliin, kun taas väliseinämäelimen sisäpuoli 7 83164 on yhdistetty ulosmenoon 23 pääventtiilin 5 venttiliso-lan 25 kautta.

Rengasmaiseen tilaan 37 on muodostettu kierto-siivekkeitä 38 yhtenäisiksi väliseinämäelimen 34 kans-5 sa. Väliseinämäelin, sisältäen kiertosiivekkeet 38, on valmistettu valamalla vahamalliraenetelmällä, ja sen pinta on viimeistelty karheaksi. Luonnollisesti voidaan käyttää myös muuta valamismenetelmää tai leikkausta tai muuta valmistusmenetelmää edellyttäen, että ainakin osa 10 väliseinämäelimen ulommasta rengasseinämäpinnasta on viimeistelty karheaksi.

Tässä sovellutuksessa käytetyn vahamallime-netelmän mukaan seinämäpinnan karheus on 15 - 60 μπ» ilmaistuna maksimikarheutena JIS (B 0601) mukaan.

15 Jos seinämäpinta on viimeistelty karheaksi niin, että pinnan karheus ei ole vähempää kuin 10 R*,·*, saavutetaan hyvä erotusvaikutus. Karhea seinämäpinta on esitetty viitemerkinnällä C.

Kuten on esitetty suuremmassa mittakaavassa 20 kuvissa 2 - 4, kiertosiivekkeisiin 38 kuuluu kuhunkin pitkänomainen seinämä 39, joka työntyy radiaalisesti väliseinämäelimen 34 sisäpuoleisen sylinterin yläpäästä sen ulkopuoleisen sylinterin yläpäähän, kalteva seinämä 40, joka on kallistettu vinosti alaspäin pitkän-25 omaisen seinämän 39 alapäästä ulkopuoleisen ja sisäpuoleisen sylinteriosan välissä, ja spiraaliseinämä 41, joka on muodostettu kaltevan seinämän 40 yläpinnalle sisäpuoleisesta sylinteristä kohden ulkopuoleista sylinteriä. Viisi kiertosiivekettä 38 on muodostettu rengas-30 maiseen tilaan 37. Spiraaliseinämän 41 loppupää on yhdistetty askeleittain radiaaliseen päätyseinämään 42.

Väliseinämäelimen 34 sisäpuoleisen sylinterin alaosa laajenee asteittain alaspäin ja päättyy ulkopuo-35 leisen sylinterin sisäseinämän läheisyyteen ja etukäteen määrätyn etäisyyden päähän tästä. Sen kulma Θ suhteessa pystysuuntaan on 35°. Jos kaltevuuskulma Θ on asetettu 8 83164 välille 25 - 50°, saavutetaan hyvä erotusvaikutus.

Alapohja 9 on kiinnitetty pulteilla kaasu-ve-si-erottimen kotelon 8 alapäähän A muodostamaan tyhjen-nysventtiilikammio 7 sisätilaan, ja pallomainen koho 5 43 on sijoitettu tyhjennysventtiilikammioon 7.

Alapohjassa 9, tyhjennysventtili-istukka 44 on kiinnitetty tyhjennyssolan 45 sisäpäähän. Koho 43 on peitetty kohosuojuksella 46, jossa on yhdysaukko 47, joka on muodostettu sen alaosaan. Viitenumero 48 10 tarkoittaa venttiiliaukkoa, joka on muodostettu koho-suojuksen 46 yläosaan.

Virtaus, joka on tullut sisään sisääntulosta 22, saatetaan pyörimään kiertosiivekkeiden 38 kaltevien seinämien 40 avulla. Virtauksessa olevat vesitipat 15 saadaan ravistettua ulos ja erotettua ulospäin keskipakovoiman ansiosta. Pitkänomaiset seinämät 39 sallivat sisääntulevan virtauksen putoamisen kohtisuoraan ja poikkeuttavat pyörivän virtauksen, jonka aiheuttaa kaltevat seinämät 40, pyörivän virtauksen virtausnopeu-20 den alentamiseksi ja suuntaavat sen enemmän alaspäin. Tällöin vesitipat iskeytyvät osittain pitkänomaisia seinämiä 39 vasten ja liimautuvat sen pinnoille.

Spiraaliseinämät 41 edesauttavat pyörivää virtausta suuntautumaan enemmän ulospäin kuin rengasmai-25 sen tilan 37 tangentiaalisuuntaan. Kaltevien seinämien 40 alapäissä rengasmaisen tilan 37 leveys saavuttaa minimin, ja virtausnopeus saavuttaa maksimin. Koska spiraaliseinämien 41 loppupäät on yhdistetty askeleittain radiaalisiin päätyseinämiin 42, rengasmaisen tilan 30 37 leveys laajenee yhtäkkiä reunaosien yhdistyessä spi raaliseinämien 41 ja päätyseinämien 42 väli rajakohtana. Näinollen, virtauksen pyöriessä, paine alueessa lähellä päätyseinämiä alenee ja seinämäpintaan liimautuneet vesitipat kerääntyvät yhdysharjanneosiin. Täten 35 kerääntyneet vesitipat puhalletaan pois liitosreuna-osista voimakkaalla pyörivällä virtauksella ja puhalletaan vasten kotelon 8 sisäseinämää (sisältäen myös 9 83164 väliseinämäelimen 34 ulkopuolisen sylinterin sisäseinä-män) .

Täten erotetut vesitipat virtaavat alas pitkin väliseinämelimen 34 ulkopuoleisen sylinterin ja kote-5 lon 8 sisempää kehäseinämää. Väliseinämäelimen 34 alapään läpi kulkenut kaasu kulkee sen sisäpuolelle ja liikkuu kohden alennusventtiilin B pääventtiiliä 5 ja virtaa ulos ulosmenoon 23, kun taas erotettu vesi tulee sisälle kohosuojuksen 46 yhdysaukon 47 läpi. Tällöin 10 kohosuojuksen 46 sisäpuolella oleva kaasu tunkeutuu ulos venttiiliaukon 48 kautta. Koho 43 liikkuu ylöspäin ja alaspäin vedenpinnan mukana avaten ja sulkien tyhjen-nysventtiili-istukan 44 tyhjennysventtiilisolan sallien vain veden poistuvan ulos tyhjennysventtiilisolasta 15 45.

Claims (3)

1. Kaasu-vesi-erotin, jossa on pääasiassa sylinterimäinen, putkimainen väliseinämäelin (34) sijoi- 5 tettuna kotelon yläosaan akseli pääasiassa pystyyn siten, että se muodostaa rengasmaisen tilan (37) väli-seinämäelimen ja sitä ympäröivän kotelon väliin, jolloin rengasmaiseen välitilaan (37) väliseinämäelimen ja ympäröivän kotelon väliin on sijoitettu kiertosiivek-10 keitä, joihin kuuluu spiraaliohjaineliraiä (41) ja kaltevia seinämäelimiä (40), ja jolloin rengasmaisen välitilan ylä- ja alaosat ja väliseinämäelimen sisäpuoleinen poraus on yhdistetty sisääntuloon, tyhjennysventtiiliin ja vast, ulosmenoon, t un ne tt u siitä, että 15 spiraaliohjainelimet (41) työntyvät asteettain ulospäin kaltevien seinämäelimien (34) (40) yläpäistä, jotka työntyvät vinosti alaspäin väliseinämäelimen ulkokehältä kohden sen alapäätä siten, että spiraaliohjainelimen (41) ja radiaalin seinämäelimen (42) yhtymäkohdassa, 20 kaltevan seinämäelimen (40) alaosassa on porras.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaasu-vesi-erotin, tu nn et tu siitä, että siivekkeisiin kuuluu pitkänomaisia seinämäelimiä (34), jotka työntyvät radiaalisesti väliseinämäelimen (34) ulommalta kehäsei- 25 nämältä, jolloin pitkänomaiset seinämät on muodostettu ylöspäin kaltevien seinämien yläpäistä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kaasu-vesi-erotin, tu nn et tu siitä, että yksi väliseinämän (34) ulompi kehäseinämäpinta on muodostettu 30 niin, että sen karheus on 15 - 50 μιη. 11 83164