RU2088307C1

RU2088307C1 - Separator

Info

Publication number: RU2088307C1
Application number: RU95101676A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Иванович Глухов; Николай Феофанович Семенов
Original assignee: Геннадий Иванович Глухов; Николай Феофанович Семенов
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1997-08-27
Also published as: RU95101676A

Abstract

FIELD: separation of mixtures in cooling liquids; cooling electrolyte at zinc smeltery. SUBSTANCE: separator is provided with additional guide member made in form of rectangular blades located at right angle relative to axis of housing and mounted on outlet branch pipe between its inlet and outlet holes. Outlet chamber has larger diameter as compared with central chamber and bevelled end wall. Baffle plate mounted at inlet hole of outlet branch pipe is used to ensure passage of flow to additional guide member. It is made in form of hollow body of revolution including housing made in form of cylindrical ferrule whose ends are engageable with cone and inverter truncated cone, separating member and disk. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к влаго-, масло-, пылеотделителям, гидроциклонам и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности, в частности в электрометаллургии и прикладной электрохимии и более конкретно может найти применение в конструкциях устройств для сепарации смесей при охлаждении жидкостей, например на электролитных цинковых заводах при охлаждении электролита. The invention relates to moisture, oil, dust separators, hydrocyclones and can be used in metallurgical, chemical and other industries, in particular in electrometallurgy and applied electrochemistry, and more specifically can be used in the construction of devices for separation of mixtures when cooling liquids, for example electrolyte zinc plants during electrolyte cooling.

Известно устройство для очистки газов (каплеуловитель), включающий корпус с патрубками подвода и отвода газа, газораспределительный конус, вихревую тарелку, выполненную в виде тангенциально расположенных лопаток, сливной патрубок (1). A device for cleaning gases (droplet eliminator), including a housing with nozzles for supplying and discharging gas, a gas distribution cone, a vortex plate made in the form of tangentially arranged blades, a drain pipe (1).

Однако данная конструкция достаточно сложна в изготовлении, поскольку лопатки вихревой тарелки выполнены с отверстиями в форме труб Вентури и оси этих отверстий необходимо для достижения требуемого результата выполнить в вертикальной плоскости, размещенной на расстоянии 1/3-3/4 длины лопатки от ее внешнего края, и не обеспечивает необходимой эффективности сепарации. However, this design is quite difficult to manufacture, since the blades of the vortex plate are made with holes in the form of Venturi tubes and the axis of these holes must be performed in a vertical plane located at a distance of 1 / 3-3 / 4 of the length of the blade from its outer edge, and does not provide the necessary separation efficiency.

Известен сепаратор, выбранный в качестве ближайшего аналога (прототипа), включающий корпус с крышкой, тангенциальный входной и соосный корпусу выходной патрубки, входную, центральную и выходную камеры, отбойник, установленный соосно корпусу и прикрепленный к крышке направляющий элемент с криволинейными каналами, и патрубок для удаления конденсата и посторонних включений (2). Known separator, selected as the closest analogue (prototype), including a housing with a cover, a tangential inlet and coaxial to the housing of the outlet pipe, input, central and output chambers, a bump installed coaxially to the housing and attached to the cover of the guide element with curved channels, and a pipe for condensate removal and foreign matter (2).

Однако данная конструкция сепаратора громоздка, не обладает достаточной эффективностью сепарации. Кроме того, данная конструкция может быть использована только в компрессорах для очистки потока газа и не может быть использована в других отраслях машиностроения. However, this design of the separator is bulky, does not have sufficient separation efficiency. In addition, this design can only be used in compressors for cleaning the gas flow and cannot be used in other engineering industries.

Таким образом, задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, является создание такой конструкции сепаратора, которая бы характеризовалась простотой и могла бы быть использована в различных отраслях народного хозяйства, обеспечивая высокую степень сепарации. Thus, the task to which the claimed solution is directed is to create a separator design that is characterized by simplicity and could be used in various sectors of the economy, providing a high degree of separation.

Указанная задача достигается тем, что в известном сепараторе, включающем корпус с крышкой, тангенциальный выходной соосный корпусу выходной патрубки, выходную, центральную и входную камеры, отбойник, установленный соосно корпусу и прикрепленный к крышке направляющий элемент с криволинейными каналами, и патрубок для включений, согласно изобретению, выходной патрубок сепаратора установлен в торцевой стенке выходной камеры и большей своей частью расположен внутри корпуса в центральной и выходной камерах, сепаратор снабжен дополнительным направляющим элементом в виде прямоугольных лопастей, расположенных под прямым углом к оси корпуса, установленных на выходном патрубке в промежутке между его входным и выходным отверстиями, выходная камера выполнена большего диаметра, чем центральная камера, и имеет скошенную под острым углом к оси корпуса торцевую стенку, а отбойник установлен на входном отверстии выходного патрубка с возможностью обеспечения прохода потока к дополнительному направляющему элементу и выполнен в виде полого тела вращения, содержащего корпус в виде цилиндрической обечайки, торцом, обращенным к центральной камере, сопряженным с конусом, а противоположным торцом с обратным усеченным конусом, меньшим диаметром, обращенным к выходной камере, установленный внутри цилиндрической части корпуса сепарирующий элемент в виде полого усеченного конуса с образующей в виде ломаной линии с тупым углом при вершине, и диск, установленный на меньшем диаметре обратного усеченного конуса. This task is achieved by the fact that in the known separator, comprising a housing with a cover, a tangential output coaxial to the housing of the output pipe, output, central and input chambers, a chipper installed coaxially to the housing and attached to the cover of the guide element with curved channels, and a pipe for inclusions, according to of the invention, the separator outlet pipe is installed in the end wall of the outlet chamber and for the most part is located inside the housing in the central and outlet chambers, the separator is equipped with additional m guide element in the form of rectangular blades located at right angles to the axis of the housing, mounted on the outlet pipe in the interval between its inlet and outlet openings, the outlet chamber is made of a larger diameter than the central chamber, and has an end wall slanted at an acute angle to the axis of the housing and the chipper is installed on the inlet of the outlet pipe with the possibility of ensuring the passage of flow to the additional guide element and is made in the form of a hollow body of revolution containing a body in the form of qi of the cylindrical shell, with the end facing the central chamber mating with the cone, and the opposite end with the reverse truncated cone, smaller diameter facing the output chamber, a separating element in the form of a hollow truncated cone installed inside the cylindrical part of the body with a dashed line in the form of a broken line angle at the apex, and a disk mounted on a smaller diameter of the inverse truncated cone.

Предлагаемое расположение выходного патрубка сепаратора, наличие дополнительного направляющего элемента, конструкция выходной камеры, предлагаемое расположение и конструкция отбойника позволяет значительно упростить конструкцию сепаратора в целом за счет того, что конструктивно вышеперечисленные элементы предлагаемого сепаратора более просты и не требуют для своего изготовления сложной технологической оснастки. The proposed location of the outlet pipe of the separator, the presence of an additional guide element, the design of the output chamber, the proposed location and design of the chipper can significantly simplify the design of the separator as a whole due to the fact that the above structural elements of the proposed separator are simpler and do not require complex technological equipment for their manufacture.

Расположение отбойника сепаратора на входном отверстии выходного патрубка, расположенного внутри корпуса в центральной его камере, с возможностью обеспечения прохода к дополнительному направляющему элементу, наличие дополнительного направляющего элемента в виде прямоугольных лопастей, расположенных под прямым углом к оси корпуса, установленных на выходном патрубке в промежутке между его входным и выходным отверстиями, выполнение выходной камеры большего диаметра, чем центральная камера, и наличие скошенной под острым углом к оси корпуса торцевой стенки, выполнение отбойника в виде полого тела вращения, содержащего корпус в виде цилиндрической обечайки, торцом, обращенным к центральной камере, сопряженным с конусом, а противоположным с обратным усеченным конусом с меньшим диаметром, обращенным к выходной камере, установленный внутри цилиндрической части корпуса сепарирующий элемент в виде полого усеченного конуса с образующей в виде ломанной линии с тупым углом при вершине и диск, установленный на меньшем диаметре обратного усеченного конуса позволяет значительно повысить эффективность сепарации за счет увеличения общей поверхности контакта, практически полностью перекрыть путь паро- (масло-)воздушной смеси и, кроме того, создать наилучшие условия для укрупнения капель на внутренних поверхностях корпуса отбойника, элемента в виде обратного усеченного конуса и диска и свободного стекания их вниз. The location of the separator chipper at the inlet of the outlet pipe located inside the housing in its central chamber, with the possibility of providing passage to the additional guide element, the presence of an additional guide element in the form of rectangular blades located at right angles to the axis of the housing, mounted on the outlet pipe in the interval between its inlet and outlet openings, the execution of the output chamber of a larger diameter than the Central camera, and the presence of beveled at an acute angle to the axis of shell of the end wall, the implementation of the bump in the form of a hollow body of revolution containing the body in the form of a cylindrical shell, with the end facing the central chamber mating with the cone, and the opposite with a reverse truncated cone with a smaller diameter facing the outlet chamber, mounted inside the cylindrical part of the housing the separating element in the form of a hollow truncated cone with a generatrix in the form of a broken line with an obtuse angle at the apex and a disk mounted on a smaller diameter of the inverse truncated cone allows a significant o increase the separation efficiency by increasing the total contact surface, almost completely block the path of the vapor- (oil-) air mixture, and, in addition, create the best conditions for enlarging drops on the inner surfaces of the chipper body, an element in the form of a reverse truncated cone and disk and free draining them down.

Кроме того, предлагаемая конструкция сепаратора, позволяет использовать его в различных отраслях народного хозяйства за счет того, что данная конструкция сепаратора включают в себя одновременно элементы как циклона, гидроциклона так и сепаратора. При этом конструктивно они выполнены так, что дополняют друг друга и улучшает эффективность отделения любых потоков смесей. In addition, the proposed design of the separator allows you to use it in various sectors of the economy due to the fact that this design of the separator includes both elements of a cyclone, hydrocyclone and separator. Moreover, they are structurally designed so that they complement each other and improves the separation efficiency of any mixture flows.

На фиг. 1 представлен общий вид сепаратора, на фиг.2 сечение А-А; на фиг.3 увеличенный узел 1, на фиг.4 сечение Б-Б. In FIG. 1 shows a General view of the separator, figure 2 section aa; figure 3 enlarged node 1, figure 4 section bB.

Сепаратор имеет корпус 1 с крышкой 2, тангенциальный входной 3 и соосный корпусу 1 выходной патрубки 4, входную 5, центральную 6 и выходную 7 камеры, отбойник 8, установленный соосно корпусу 1, и прикрепленный к крышке 2 направляющий элемент 9 с криволинейными каналами 10 и патрубок 11 для удаления конденсата и посторонних включений. The separator has a housing 1 with a cover 2, a tangential inlet 3 and a coaxial casing 1 of the outlet pipe 4, an input 5, a central 6 and an output 7 of the chamber, a chipper 8 mounted coaxially to the casing 1, and a guide element 9 with curved channels 10 and attached to the lid 2 a pipe 11 for removing condensate and impurities.

При этом, выходной патрубок 4 установлен в торцевой стенке 12 выходной камеры 7 и выполнен в виде полого канала 17, большей своей частью расположен внутри корпуса 1 в центральной 6 и выходной 7 камерах. Сепаратор снабжен дополнительным направляющим элементом 13, выполненным в виде прямоугольных лопастей 14, расположенных под прямым углом к оси корпуса 1,установленных на выходном патрубке 4 в промежутке между его входным 15 и выходным 16 отверстиями. Moreover, the outlet pipe 4 is installed in the end wall 12 of the outlet chamber 7 and is made in the form of a hollow channel 17, for the most part located inside the housing 1 in the central 6 and outlet 7 chambers. The separator is equipped with an additional guide element 13, made in the form of rectangular blades 14 located at right angles to the axis of the housing 1, mounted on the outlet pipe 4 in the interval between its inlet 15 and outlet 16 holes.

Выходная камера 7 выполнена большего, чем центральная камера 6, диаметра и имеет скошенную под острым углом к оси корпуса торцевую стенку 12. The output chamber 7 is made larger in diameter than the central chamber 6 and has an end wall 12 slanted at an acute angle to the axis of the housing.

Отбойник 8 установлен на входном отверстии 15 выходного патрубка 4 с возможностью обеспечения прохода потока к дополнительному направляющему элементу 13 и выполнен в виде полого тела вращения, содержащего корпус в виде цилиндрической обечайки 18, торцом 19, сопряженным с конусом 20, а торцом 21 с обратным усеченным конусом 22, сепарирующий элемент 23 и диск 24. The chipper 8 is installed on the inlet 15 of the outlet pipe 4 with the possibility of ensuring the passage of flow to the additional guide element 13 and is made in the form of a hollow body of revolution, comprising a body in the form of a cylindrical shell 18, an end face 19 associated with a cone 20, and an end face 21 with a reverse truncated the cone 22, the separating element 23 and the disk 24.

При этом криволинейные каналы 10 направляющего элемента 9 образованы прямоугольными лопастями 25, расположенными под острым углом к оси корпуса 1. In this case, the curved channels 10 of the guide element 9 are formed by rectangular vanes 25 located at an acute angle to the axis of the housing 1.

Сепаратор работает следующим образом. The separator works as follows.

Обрабатываемый поток, входной через тангенциальный патрубок 3 поступает во входную камеру 5 корпуса 1 сепаратора. The processed stream, the inlet through the tangential pipe 3 enters the inlet chamber 5 of the housing 1 of the separator.

Поток, проходя по патрубку 3, увеличивает скорость своего движения и входит в камеру 5 с большой линейной скоростью. В камере 5 поток изменяет направление своего движения с тангенциального, под которым он входит в камеру 5, на кольцевое. Возникающие при этом движении центробежные силы (большие по величине из-за высокой входной скорости потока) воздействуют на компоненты потока и приводят к тому, что на боковых стенках камеры 5 происходит интенсивное отделение конденсата, который стекает по стенкам камер 5, 6 и в камеру 7 и затем через патрубок отвода конденсата удаляется из сепаратора. The flow, passing through the pipe 3, increases the speed of its movement and enters the chamber 5 with a high linear speed. In chamber 5, the flow changes its direction of motion from tangential, under which it enters chamber 5, to an annular one. The centrifugal forces arising from this movement (large in magnitude due to the high inlet flow rate) act on the flow components and cause the condensate to intensively separate on the side walls of the chamber 5, which flows down the walls of the chambers 5, 6 and into the chamber 7 and then through the pipe drain condensate is removed from the separator.

Пройдя предварительное отделение в камере 5, поток поступает в криволинейные каналы 10 направляющего элемента 9. Having passed the preliminary separation in the chamber 5, the flow enters the curved channels 10 of the guide element 9.

Проходя по этим каналам, поток, не теряя скорости, еще более интенсивно закручивается и выходит в центральную камеру 6. Passing through these channels, the flow, without losing speed, spins even more intensively and enters the central chamber 6.

При выходе потока из каналов 10 направляющего элемента 9 в камеру 6 происходит резкое расширение потока и скорость его резко падает. When the stream exits from the channels 10 of the guide element 9 into the chamber 6, a sharp expansion of the flow occurs and its speed drops sharply.

Отделяемые компоненты потока, имеющие большую массу за счет центробежных сил, не теряя скорости, отделяются от потока и концентрируются на стенках центральной камеры 6, укрупняясь при этом, и по стенкам центральной камеры 6 движутся к выходной камере 7. Detachable components of the stream, having a large mass due to centrifugal forces, without losing speed, are separated from the stream and concentrated on the walls of the central chamber 6, enlarging, and along the walls of the central chamber 6 move to the outlet chamber 7.

Поток с более легкими компонентами продолжает двигаться дальше и, проходя через кольцевой канал 26 между отбойником 8 и корпусом 1 сепаратора, попадает в прямолинейные каналы 27 дополнительного направляющего элемента 13, где окончательно выпрямляется и поступает в выходную камеру 7, имеющую больший диаметр, чем центральная камера 6, благодаря чему скорость потока снижается еще больше. The stream with lighter components continues to move further and, passing through the annular channel 26 between the chipper 8 and the separator body 1, it enters the straight channels 27 of the additional guide element 13, where it finally straightens and enters the outlet chamber 7, which has a larger diameter than the central chamber 6, whereby the flow rate is further reduced.

Давление, возникшее в выходной камере, разворачивает поток в обратном направлении, он меняет направление и через прямолинейные каналы 27 дополнительного направляющего элемента 13 поступает в отбойник 8. The pressure arising in the output chamber reverses the flow in the opposite direction, it changes direction and through the straight channels 27 of the additional guide element 13 enters the bump 8.

При этом, капли, укрупняясь, стекают по внутренним стенкам корпуса отбойника 8. Окончательное отделение оставшихся в потоке капель происходит на поверхностях обратного усеченного конуса 22 и сепарирующего элемента 23. In this case, the droplets, coarsening, flow down the inner walls of the body of the chipper 8. The final separation of the droplets remaining in the stream occurs on the surfaces of the inverse truncated cone 22 and the separating element 23.

Отделенный таким образом поток через канал 17 выходного патрубка 4 удаляется из сепаратора. The stream thus separated through the channel 17 of the outlet pipe 4 is removed from the separator.

Конденсат и посторонние включения удаляются из сепаратора через патрубок 11. Condensate and foreign matter are removed from the separator through the pipe 11.

Предлагаемая конструкция сепаратора эффективно работает в вертикальном положении. The proposed design of the separator effectively works in an upright position.

Claims

1. Сепаратор, включающий корпус с крышкой, тангенциальный входной и соосный корпусу выходной патрубки, входную, центральную и выходную камеры, отбойник, установленный соосно корпусу и прикрепленный к крышке направляющий элемент с криволинейными каналами и патрубок для удаления конденсата и посторонних включений, отличающийся тем, что выходной патрубок сепаратора установлен в торцевой стенке выходной камеры, большей своей частью расположен внутри корпуса в центральной и выходной камерах, сепаратор снабжен дополнительным направляющим элементом в виде прямоугольных лопастей, расположенных под прямым углом к оси корпуса, установленных на выходном патрубке в промежутке между его входным и выходным отверстиями, выходная камера выполнена большего, чем центральная камера, диаметра и имеет скошенную под острым углом к оси корпуса торцевую стенку, а отбойник установлен на входном отверстии выходного патрубка с возможностью обеспечения прохода потока к дополнительному направляющему элементу и выполнен в виде полого тела вращения, содержащего корпус в виде цилиндрической обечайки, торцом, обращенным к центральной камере, сопряженным с конусом, а противоположным торцом с обратным усеченным конусом, меньшим диаметром обращенным к выходной камере, установленный внутри цилиндрической части корпуса сепарирующий элемент в виде полого усеченного конуса с образующей в виде ломаной линии с тупым углом при вершине и диск, установленный на меньшем диаметре обратного усеченного конуса. 1. The separator, comprising a housing with a cover, a tangential inlet and outlet pipe coaxial to the housing, an input, central and output chamber, a chipper installed coaxially to the housing and a guide element with curved channels attached to the cover and a pipe for removing condensate and foreign inclusions, characterized in that the separator outlet pipe is installed in the end wall of the outlet chamber, for the most part located inside the housing in the central and outlet chambers, the separator is equipped with an additional guide element in the form of rectangular blades located at right angles to the axis of the housing, mounted on the outlet pipe in the interval between its inlet and outlet openings, the outlet chamber is made larger than the central chamber, of a diameter and has an end wall slanted at an acute angle to the axis of the housing, and the chipper is installed on the inlet of the outlet pipe with the possibility of ensuring the passage of the flow to the additional guide element and is made in the form of a hollow body of revolution containing the body in the form of a cylindrical seagulls, with the end facing the central chamber, conjugated with a cone, and the opposite end with a reverse truncated cone, with a smaller diameter facing the outlet chamber, a separating element installed inside the cylindrical part of the body in the form of a hollow truncated cone with a generatrix in the form of a broken line with an obtuse angle at apex and a disk mounted on a smaller diameter of the inverse truncated cone.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что криволинейные каналы направляющего элемента образованы прямоугольными лопастями, расположенными под острым углом к оси корпуса. 2. The separator according to claim 1, characterized in that the curved channels of the guide element are formed by rectangular blades located at an acute angle to the axis of the housing.