RU2325939C2 - Vortex gasodynamic separator - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention aims for cleaning a gas flow of dropping liquid. The separator has a vertical cylinder case incorporating in its upper part a separation element made up of vertical plates attached to the case bottom base, a coaxial branch pipe arranged in the case upper part to release gas and a horizontal branch pipe to force mixture to be separated into the case lower part. The case bottom base whereto attached are the separation element vertical plates, is a coaxial cone with its vertex upwards, while the separation element plates are made arc-like with their camber oriented outwards towards the incident flow and to the separator axis. A spray deflector is arranged above the separation mixture branch pipe with a gap there between. A liquid trap is arranged above the spray deflector. A vertical plate, a deflector, abutting with the case, is arranged opposite to the exit section of the branch pipe receiving the mixture to be separated. The proposed invention allows reduction of input drag and increase in separation.

EFFECT: reduction in input drag and increase in separation.

EFFECT: 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной, газовой, машиностроительной, пищевой, химической и другим отраслям промышленности и предназначено для очистки газового потока от капельной жидкости.The invention relates to the oil, gas, engineering, food, chemical and other industries and is intended for the purification of a gas stream from a dropping liquid.

Известен сепаратор [авторское свидетельство СССР №787066, В01D 45/12, 1978 г.], содержащий вертикальный цилиндрический корпус, встроенные в корпус горизонтальные кольцевые перегородки, размещенные на них внутренние соосные сепарационные элементы, состоящие из изогнутых по спирали вертикальных пластин, размещенных с перекрытием, тангенциальный патрубок для ввода газа, выходной и сливной патрубки. Тангенциальный ввод газа в устройство обеспечивает центробежное ускорение и первичную сепарацию в пространстве между корпусом и сепарационными элементами. Далее газ поступает в каналы, образованные перекрытием изогнутых пластин, где проходит дополнительную очистку.A known separator [USSR author's certificate No. 787066, B01D 45/12, 1978] containing a vertical cylindrical body, horizontal annular partitions embedded in the body, internal coaxial separation elements placed thereon, consisting of vertically bent spiral plates placed overlapping , tangential pipe for gas inlet, outlet and drain pipes. The tangential gas injection into the device provides centrifugal acceleration and primary separation in the space between the housing and the separation elements. Next, the gas enters the channels formed by the overlap of the curved plates, where additional purification takes place.

Недостатки данного устройства: тангенциальный патрубок для ввода газа приводит к неравномерному износу корпуса; размещение патрубка для ввода газа на уровне сепарационного элемента приводит к неравномерному использованию пластин этого элемента и к плохой сепарации на первом этапе в пространстве между корпусом и внутренним сепарационным элементом. Кроме того, спиралевидная форма пластин внутреннего сепарационного элемента, хотя и минимизирует гидравлическое сопротивление, не обеспечивает хорошую сепарацию и, таким образом, не является оптимальной.The disadvantages of this device: a tangential pipe for introducing gas leads to uneven wear of the housing; the placement of the gas inlet pipe at the level of the separation element leads to uneven use of the plates of this element and to poor separation at the first stage in the space between the housing and the internal separation element. In addition, the spiral shape of the plates of the inner separation element, although it minimizes hydraulic resistance, does not provide good separation and, therefore, is not optimal.

Известен сепаратор [патент РФ №2244584, В01D 45/12, 2004 г.], содержащий вертикальный цилиндрический корпус, патрубок с дефлектором для ввода газа, выходной и сливной патрубки, встроенную в корпус горизонтальную разделительную перегородку, размещенный на ней внутренний кольцевой сепарационный элемент, состоящий из пакета изогнутых вертикальных пластин, размещенных с перекрытием так, что в области перекрытия образованы щелевые каналы, а пластины сепарационного элемента изогнуты так, что их края параллельны касательным к внутренней и внешней окружностям кольцевого элемента. Дефлектор отклоняет входящий поток тангенциально и к поверхности корпуса, что обеспечивает центробежное ускорение и первичную сепарацию в пространстве между корпусом и сепарационным элементом. Крупнодисперсная жидкость осаждается на стенке корпуса и стекает вниз, а газ с оставшейся мелкодисперсной жидкостью поступает в щелевые каналы сепарационного элемента, где проходит дополнительную очистку.A known separator [RF patent No. 2244584, B01D 45/12, 2004], comprising a vertical cylindrical body, a nozzle with a deflector for introducing gas, an outlet and a discharge nozzle, a horizontal separation partition integrated in the housing, an inner annular separation element placed on it, consisting of a package of curved vertical plates placed with overlap so that slotted channels are formed in the overlap area, and the plates of the separation element are bent so that their edges are parallel to the tangents to the inner and outer edges NOSTA annular element. The deflector deflects the incoming flow tangentially to the surface of the housing, which provides centrifugal acceleration and primary separation in the space between the housing and the separation element. Coarse liquid settles on the wall of the casing and flows down, and gas with the remaining fine liquid enters the slotted channels of the separation element, where additional purification takes place.

В данном устройстве преодолен недостаток предыдущего изобретения, связанный с использованием тангенциального патрубка. Кроме того, улучшена сепарация в сепарационном пакете за счет формы и расположения пластин, которые образуют щелевые каналы в области перекрытия, что позволило ограничиться одним сепарационным элементом. Однако размещение патрубка для ввода газа на уровне сепарационного элемента приводит к неравномерному использованию пластин этого элемента и к ухудшению сепарации на первом этапе в пространстве между корпусом и внутренним сепарационным элементом из-за стесненных условий. Это приводит также к усложнению конструкции, так как сепарационный пакет смещен относительно оси корпуса для того, чтобы разместить дефлектор, а щелевая форма каналов для ввода газа приводит к существенному увеличению гидродинамического сопротивления. Тем самым не достигнуто оптимальное соотношение сопротивления и качества сепарации.This device overcomes the disadvantage of the previous invention associated with the use of a tangential nozzle. In addition, the separation in the separation bag has been improved due to the shape and location of the plates that form the slotted channels in the overlapping region, which allowed us to confine ourselves to one separation element. However, the placement of the gas inlet pipe at the level of the separation element leads to uneven use of the plates of this element and to a deterioration of separation at the first stage in the space between the housing and the internal separation element due to cramped conditions. This also leads to a complication of the design, since the separation package is offset relative to the axis of the housing in order to accommodate the deflector, and the slotted shape of the gas inlet channels leads to a significant increase in hydrodynamic resistance. Thus, the optimum ratio of resistance to separation quality has not been achieved.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому устройству является устройство газожидкостный сепаратор [авторское свидетельство СССР №997828, В04С 7/10, 1981 г.], содержащее вертикальный цилиндрический корпус, размещенные в его верхней части соосные сепарационные элементы меньшего диаметра, состоящие из вертикальных изогнутых по спирали пластин, закрепленных на горизонтально расположенных основаниях, устройство ввода разделяемой смеси в нижнюю часть корпуса, состоящее из патрубка, смещенного относительно диаметра корпуса, и дефлектора, ограничивающего вводимый поток сверху и сбоку и придающего окружное движение вошедшему в камеру потоку, осевые выводы: газа из верхней камеры и отделенной жидкости из нижней камеры. Недостатки этого устройства: входной патрубок с дефлектором создают большое входное сопротивление, жидкость, отсепарированная непосредственно на дефлекторе, возвращается в поток для последующего отделения, форма пластин не обеспечивает достаточную сепарацию в сепарационных элементах, в результате чего вторичная сепарация производится не на одном, а на нескольких сепарационных элементах.Closest to the technical nature of the claimed device is a gas-liquid separator device [USSR author's certificate No. 997828, V04C 7/10, 1981], containing a vertical cylindrical body, coaxial separation elements of a smaller diameter, consisting of vertical curved in a spiral, placed in its upper part plates mounted on horizontally located bases, the input device of the shared mixture in the lower part of the housing, consisting of a nozzle offset from the diameter of the housing, and the defect and limiting the feed stream at the top and laterally and imparting circumferential motion logged in the flow chamber, the axial conclusions: the gas in the upper chamber and separated liquid from the lower chamber. The disadvantages of this device: the inlet pipe with a deflector creates a large input resistance, the liquid separated directly on the deflector is returned to the stream for subsequent separation, the shape of the plates does not provide sufficient separation in the separation elements, as a result of which the secondary separation is not on one but on several separation elements.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение сопротивления на устройстве ввода, улучшение сепарации на первом этапе, когда жидкость осаждается на корпусе аппарата, улучшение сепарации на пластинах внутреннего сепарационного элемента при минимальном увеличении сопротивления этого элемента и упрощение конструкции.The objective of the invention is to reduce the resistance on the input device, improve the separation at the first stage, when the liquid is deposited on the apparatus, improving the separation on the plates of the inner separation element with a minimum increase in the resistance of this element and simplifying the design.

Поставленная задача решается тем, что в сепараторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, в верхней части которого расположен соосный сепарационный элемент, составленный из пластин, закрепленных снизу на основании, соосный патрубок для выхода газа в верхней части, патрубок для слива жидкости в нижней части и горизонтальный патрубок для ввода разделяемой смеси в нижнюю часть корпуса, смещенный относительно диаметра корпуса, согласно изобретению горизонтальный патрубок для ввода разделяемой смеси в нижнюю часть камеры пропущен внутрь корпуса и имеет плоский вертикальный срез, выполненный под углом к оси патрубка. При этом короткая образующая патрубка расположена ближе к оси аппарата, а противоположная длинная образующая пересекает диаметр корпуса, перпендикулярный оси патрубка, и упирается в поверхность корпуса. Тем самым упрощается конструкция и решается задача плавной закрутки потока по выходе из патрубка без излишнего вихреобразования и отрыва. В результате капельная жидкость сразу по выходе из патрубка попадает под действие центробежной силы и начинает перемещаться на корпус аппарата. Диаметр патрубка определяет сопротивление аппарата. С увеличением диаметра сопротивление уменьшается, но уменьшается и закрутка, необходимая для сепарации. В испытанных реализациях диаметр патрубка составлял до 1/3 диаметра корпуса, при этом основание, на котором закреплены вертикальные пластины сепарационного элемента, выполнено в виде соосного конуса, расположенного вершиной кверху, а пластины сепарационного элемента выполнены дугообразными и ориентированы выпуклостью навстречу набегающему потоку и к оси устройства, причем соседние пластины перекрываются на 20÷50% от их ширины, образуя сопловые каналы для входа газа.The problem is solved in that in the separator containing a vertical cylindrical body, in the upper part of which there is a coaxial separation element composed of plates fixed from below on the base, a coaxial pipe for gas outlet in the upper part, a pipe for draining the liquid in the lower part and horizontal a nozzle for introducing a shared mixture into the lower part of the housing, offset from the diameter of the housing, according to the invention, a horizontal nozzle for introducing a shared mixture into the lower part of the chamber inside the housing and has a flat vertical cut made at an angle to the pipe axis. In this case, the short generatrix of the nozzle is located closer to the axis of the apparatus, and the opposite long generatrix intersects the diameter of the housing perpendicular to the axis of the nozzle and abuts against the surface of the housing. This simplifies the design and solves the problem of smooth swirling of the flow at the outlet of the pipe without unnecessary vortex formation and separation. As a result, the dropping liquid immediately upon leaving the nozzle falls under the action of centrifugal force and begins to move to the apparatus body. The diameter of the pipe determines the resistance of the device. As the diameter increases, the resistance decreases, but the twist required for separation also decreases. In the tested implementations, the diameter of the nozzle was up to 1/3 of the diameter of the housing, with the base on which the vertical plates of the separation element are fixed, made in the form of a coaxial cone located with its top up, and the plates of the separation element are arched and oriented convex towards the oncoming flow and towards the axis devices, and adjacent plates overlap by 20 ÷ 50% of their width, forming nozzle channels for gas inlet.

Поставленная задача решается также тем, что согласно изобретению напротив среза патрубка для ввода разделяемой смеси расположена вертикальная прямоугольная пластина-отражатель, примыкающая к корпусу. Это решение препятствует износу корпуса.The problem is also solved by the fact that according to the invention, opposite the cut of the nozzle for introducing a shared mixture, there is a vertical rectangular reflector plate adjacent to the housing. This solution prevents body wear.

Поставленная задача решается также тем, что согласно изобретению над патрубком для ввода разделяемой смеси установлен с зазором брызгоотбойник в виде горизонтального сектора с вырезанным сегментом, примыкающего к корпусу, причем хорда сегмента параллельна оси патрубка; над брызгоотбойником размещена ловушка для жидкости, состоящая из горизонтальной пластинки-сегмента, примыкающей к корпусу ниже сепарационного блока в области над сегментом, вырезанным в брызгоотбойнике, и из вертикально расположенной пластины, примыкающей одним вертикальным ребром к корпусу, верхним горизонтальным ребром к хорде пластинки-сегмента, а внизу оканчивающейся ниже брызгоотбойника. Горизонтальное ребро пластины короче, чем хорда пластинки-сегмента (см. фиг.1-2), и объем, ограниченный ловушкой, открыт в сторону набегающего потока.The problem is also solved by the fact that, according to the invention, a splash guard in the form of a horizontal sector with a cut-out segment adjacent to the housing is installed with a gap above the nozzle for introducing a shared mixture, the segment chord being parallel to the nozzle axis; a liquid trap is placed above the spray collector, consisting of a horizontal plate-segment adjacent to the housing below the separation unit in the region above the segment cut out in the spray collector, and of a vertically located plate adjacent one vertical edge to the body, the upper horizontal edge to the chord of the segment plate , and at the bottom ending below the splash guard. The horizontal edge of the plate is shorter than the chord of the plate segment (see FIGS. 1-2), and the volume bounded by the trap is open towards the incoming flow.

Поставленная задача решается также тем, что согласно изобретению угол между нормалью к выпуклой поверхности пластин сепарационного элемента на внешней кромке с касательной к окружности, соединяющей эти кромки, направленной по потоку, составляет 145°÷170°, и угол между касательной к вогнутой поверхности пластин на внутренней кромке, направленной по потоку, и нормалью к выпуклой поверхности соседней пластины в точке пересечения с этой касательной составляет 145°÷170°.The problem is also solved by the fact that according to the invention, the angle between the normal to the convex surface of the plates of the separation element on the outer edge with a tangent to the circle connecting these edges, directed downstream, is 145 ° ÷ 170 °, and the angle between the tangent to the concave surface of the plates on the inner edge directed along the flow and the normal to the convex surface of the adjacent plate at the intersection with this tangent is 145 ° ÷ 170 °.

На фиг.1 представлен общий вид вихревого газодинамического сепаратора, на фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 - разрез по Б-Б, на фиг.4 - схема расположения ппастин сепарационного элемента.Figure 1 presents a General view of the vortex gas-dynamic separator, figure 2 is a section along aa, figure 3 is a section along bb, figure 4 is a layout of the pastine of the separation element.

Вихревой газодинамический сепаратор содержит корпус 1, коническое основание 2, перегородку 3, сепарационный элемент 4, расположенный на коническом основании 2, входной патрубок 5, смещенный относительно диаметра корпуса, брызгоотбойник 6, ловушку для жидкости, образованную с помощью вертикальной прямоугольной пластины 7 и горизонтальной пластинки-сегмента 8 (пластинка-сегмент 8 примыкает дугообразной частью к корпусу, а прямоугольная пластина 7 примыкает одной вертикальной гранью к корпусу, верхней горизонтальной гранью к хорде пластинки-сегмента 8, а нижняя горизонтальная грань пластинки 7 находится ниже брызгоотбойника), сливной патрубок для жидкости 9 в нижней части и выходной патрубок 10 для газа в верхней части корпуса, соединенный с сепарационным элементом 4, составленным из вертикальных дугообразных пластин 11, и вертикальную пластину-отражатель 12.The vortex gas-dynamic separator comprises a housing 1, a conical base 2, a partition 3, a separation element 4 located on a conical base 2, an inlet pipe 5 offset from the diameter of the housing, a splash guard 6, a liquid trap formed using a vertical rectangular plate 7 and a horizontal plate -segment 8 (plate-segment 8 adjoins the arcuate part to the body, and rectangular plate 7 adjoins one vertical face to the body, the upper horizontal face to the chord of the plate-s segment 8, and the lower horizontal edge of the plate 7 is below the spray collector), a drain pipe for liquid 9 in the lower part and an outlet pipe 10 for gas in the upper part of the housing, connected to a separation element 4 composed of vertical arcuate plates 11, and a vertical plate reflector 12.

На фигуре 4 вектором показано направление движения потока относительно пластин сепарационного элемента. Дугой показана окружность, соединяющая внешние кромки пластин сепарационного элемента. На фиг.4 показаны также углы, определенные следующим образом: 1) угол между вектором нормали к выпуклой поверхности пластины на внешней кромке и вектором касательной к окружности, соединяющей внешние кромки, по направлению потока; 2) угол между вектором касательной к вогнутой поверхности на внутренней кромке, по направлению к соседней пластине и вектором нормали к выпуклой поверхности соседней пластины в точке ее пересечения с этой касательной.In figure 4, the vector shows the direction of flow relative to the plates of the separation element. The arc shows the circle connecting the outer edges of the plates of the separation element. 4 also shows angles defined as follows: 1) the angle between the normal vector to the convex surface of the plate at the outer edge and the tangent vector to the circle connecting the outer edges in the direction of flow; 2) the angle between the tangent vector to the concave surface on the inner edge, towards the adjacent plate and the normal vector to the convex surface of the neighboring plate at the point of intersection with this tangent.

Вихревой газодинамический сепаратор работает следующим образом. Газ, содержащий капельную жидкость, поступает через входной патрубок 5 на стенку корпуса 1 или на отражатель 12, где при падении струи образуется жидкая пленка, которая стекает вниз, тогда как газ направляется вверх. При этом угол среза патрубка, размер и расположение патрубка выбираются так, что поток по выходе из патрубка плавно, без излишнего вихреобразования приобретает тангенциальное направление движения. В результате капельная влага осаждается на стенку, не распыляясь в объем аппарата. Брызгоотоойник 6 также препятствует попаданию крупных капель со среза патрубка в поток. Тем самым осуществляется первая стадия сепарации когда жидкость под действием центробежной силы осаждается корпус. Жидкость, осажденная под действием центробежной силы на поверхности корпуса в пространстве между брызгоотбойником 6 и коническим основанием 2, перемещается по окружности корпуса до ловушки, составленной из пластин 7 и 8, откуда под действием силы тяжести стекает вниз под брызгоотбойник, на перегородку 3, и далее к сливному патрубку 9. Вращающийся поток газа подымается к входу в сепарационный элемент 4, который обеспечивает последующую дополнительную очистку. При этом газовый поток с оставшейся мелкодисперсной фазой, сохраняя вращение, распределяется на струи, поступающие в расположенные по ходу вращения сопловые каналы между дугообразными сепарационными пластинами. В реализациях устройства сопловые каналы образовывались при перекрытии пластин от 20% до 50% их ширины. Пластины ориентированы таким образом, что набегающий поток падает на выпуклую сторону пластины вблизи внешней кромки так, что угол между скоростью потока и нормалью к поверхности является тупым, причем для оптимизации инерционной сепарации желательно сделать его как можно ближе к 180°. Точно также газ, стекая по вогнутой поверхности пластины из соплового канала, падает на выпуклую сторону соседней пластины так, что угол между скоростью потока и нормалью к поверхности является тупым, причем желательно сделать его как можно ближе к 180°. В частности, на реализациях устройства эти углы составляли 145°-170°, как показано на фиг.4.Vortex gas-dynamic separator operates as follows. The gas containing the dropping liquid enters through the inlet pipe 5 to the wall of the housing 1 or to the reflector 12, where when the jet falls, a liquid film forms, which flows down, while the gas goes up. In this case, the cutoff angle of the nozzle, the size and location of the nozzle are selected so that the flow at the outlet of the nozzle acquires a tangential direction of movement smoothly, without excessive vortex formation. As a result, droplet moisture is deposited on the wall without spraying into the apparatus. The splash guard 6 also prevents large droplets from falling off the nozzle into the stream. Thus, the first separation stage is carried out when the body is precipitated by the action of centrifugal force. The liquid deposited under the action of centrifugal force on the surface of the housing in the space between the spray baffle 6 and the conical base 2, moves around the circumference of the housing to a trap made up of plates 7 and 8, from where, under the action of gravity, it flows down under the spray baffle, to the partition 3, and then to the drain pipe 9. A rotating gas stream rises to the inlet of the separation element 4, which provides subsequent additional cleaning. In this case, the gas flow with the remaining finely dispersed phase, while maintaining rotation, is distributed over the jets entering the nozzle channels located along the rotation of the rotation between the arcuate separation plates. In device implementations, nozzle channels were formed when the plates overlap from 20% to 50% of their width. The plates are oriented in such a way that the incident flow falls on the convex side of the plate near the outer edge so that the angle between the flow velocity and the normal to the surface is obtuse, and to optimize inertial separation it is desirable to make it as close as possible to 180 °. In the same way, gas flowing down the concave surface of the plate from the nozzle channel falls onto the convex side of the adjacent plate so that the angle between the flow velocity and the normal to the surface is obtuse, and it is desirable to make it as close to 180 ° as possible. In particular, on device implementations, these angles were 145 ° -170 °, as shown in FIG. 4.

В результате, на выпуклой стороне за счет изменения направления газового потока происходит инерционная сепарация с образованием пленки жидкости, при этом центробежные силы оттесняют пленку на периферию пластин (к их внешним кромкам), а под действием силы тяжести пленка стекает вниз на коническое основание 2 и с него - далее к сливному патрубку 9.As a result, on the convex side, due to a change in the direction of the gas flow, inertial separation occurs with the formation of a liquid film, while centrifugal forces push the film to the periphery of the plates (to their outer edges), and under the action of gravity the film flows down onto a conical base 2 and him - further to the drain pipe 9.

Использование заявляемого изобретения позволяет повысить степень сепарации на внутреннем сепарационном пакете за счет инерционного образования пленки жидкости на пластинах. Достигнутое улучшение потребовало меньшего увеличения сопротивления внутреннего элемента, чем в техническом решении [патент РФ №2244584, В01D 45/12, 2004 г.], так как сопловый канал создает шее сопротивление, чем щелевой. Кроме того, в заявленном изобретении эффективность сепарации улучшена, а сопротивление снижено за счет фиксации центрального вихря в сепарационном элементе, к которой приводит конусообразная форма основания, на котором закреплен сепарационный элемент. Если основание имеет плоскую форму, как в аналогах, то центральный вихрь прецессирует, что приводит к потерям напора и ухудшению сепарации, тогда как выбранная форма основания исключает прецессию. Сопротивление входного узла, связанное с подачей тангенциального потока в корпус, оказалось существенно ниже, чем в тех аналогах, где для формирования тангенциального потока использовался дефлектор. Кроме того, при подаче потока непосредственно на стенку корпуса или на примыкающий к ней отражатель, жидкость, осажденная при падении струи на поверхность, сразу осаждается на корпус, тогда как в аналогах, использующих примыкающий к патрубку дефлектор, жидкость, диспергируемая на входе, попадает не на поверхность корпуса, а в объем устройства, откуда ее приходится в дальнейшем осаждать.Using the claimed invention allows to increase the degree of separation on the inner separation package due to the inertial formation of a film of liquid on the plates. The achieved improvement required a smaller increase in the resistance of the internal element than in the technical solution [RF patent No. 2244584, B01D 45/12, 2004], since the nozzle channel creates neck resistance than the slotted one. In addition, in the claimed invention, the separation efficiency is improved, and the resistance is reduced by fixing the central vortex in the separation element, which leads to a conical shape of the base on which the separation element is fixed. If the base has a flat shape, as in analogs, then the central vortex precesses, which leads to pressure losses and poor separation, while the selected base form excludes precession. The resistance of the input node associated with the flow of the tangential flow into the housing turned out to be significantly lower than in those analogues where a deflector was used to form the tangential flow. In addition, when the flow is supplied directly to the wall of the casing or to the reflector adjacent to it, the liquid deposited when the jet falls onto the surface is immediately deposited on the casing, whereas in analogues using a deflector adjacent to the nozzle, liquid dispersed at the inlet does not enter on the surface of the housing, and in the volume of the device, from where it has to be further precipitated.

По данным лабораторных испытаний сопротивление реализации аппарата составило 10000 Па при расходе 8 нормальных кубометров в минуту при плотности газа 10 кг/м³. Эффективность сепарации достигала почти 100%, вплоть до расхода жидкости 1,5 л/мин при степени диспергирования подаваемой жидкости 20-200 мкм.According to laboratory tests, the implementation resistance of the apparatus was 10,000 Pa at a flow rate of 8 normal cubic meters per minute at a gas density of 10 kg / m ³ . The separation efficiency reached almost 100%, up to a fluid flow rate of 1.5 l / min with a degree of dispersion of the feed fluid of 20-200 microns.

Claims (4)

1. Вихревой газодинамический сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенный в верхней части корпуса сепарационный элемент, составленный из вертикальных пластин, закрепленных снизу на основании, соосный патрубок для выхода газа в верхней части, патрубок для слива жидкости в нижней части и горизонтальный патрубок для ввода разделяемой смеси в нижнюю часть корпуса, смещенный относительно диаметра корпуса, отличающийся тем, что горизонтальный патрубок для ввода разделяемой смеси в нижнюю часть корпуса пропущен внутрь корпуса и имеет плоский вертикальный срез, выполненный под углом к оси патрубка, так что короткая образующая патрубка расположена ближе к оси аппарата, а противоположная длинная образующая пересекает диаметр корпуса, перпендикулярный оси патрубка, и упирается в поверхность корпуса, причем диаметр патрубка составляет до 1/3 диаметра корпуса, при этом основание, на котором закреплены вертикальные пластины сепарационного элемента, выполнено в виде соосного конуса, расположенного вершиной кверху, а пластины сепарационного элемента выполнены дугообразными и ориентированы выпуклостью навстречу набегающему потоку и к оси устройства, причем соседние пластины перекрываются на 20÷50% от их ширины, образуя сопловые каналы для входа газа.1. A vortex gas-dynamic separator containing a vertical cylindrical body located in the upper part of the housing, a separation element composed of vertical plates fixed from below on the base, a coaxial nozzle for gas outlet in the upper part, a nozzle for draining the liquid in the lower part and a horizontal nozzle for input shared mixture in the lower part of the housing, offset from the diameter of the housing, characterized in that the horizontal pipe for introducing the shared mixture in the lower part of the housing is skipped in the morning of the housing and has a flat vertical slice made at an angle to the axis of the nozzle, so that the short generatrix of the nozzle is closer to the axis of the apparatus, and the opposite long generatrix intersects the diameter of the housing perpendicular to the axis of the nozzle and abuts against the surface of the housing, and the diameter of the nozzle is up to 1 / 3 of the diameter of the casing, with the base on which the vertical plates of the separation element are fixed, made in the form of a coaxial cone located with its top up, and the plates of the separation element They are filled with arcuate and convex oriented towards the incoming flow and to the axis of the device, with adjacent plates overlapping 20–50% of their width, forming nozzle channels for gas inlet. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что над патрубком для ввода разделяемой смеси установлен с зазором брызгоотбойник в виде горизонтально расположенного сектора с вырезанным сегментом, примыкающего к корпусу, так что хорда вырезанного сегмента параллельна оси патрубка, над брызгоотбойником размещена ловушка для жидкости, состоящая из горизонтальной пластинки-сегмента, примыкающей к корпусу ниже сепарационного элемента в области над сегментом, вырезанным в брызгоотбойнике, и из вертикально расположенной пластины, примыкающей одним вертикальным ребром к корпусу, верхним горизонтальным ребром к хорде пластинки-сегмента, а внизу оканчивающейся ниже брызгоотбойника.2. The device according to claim 1, characterized in that a splash guard in the form of a horizontally located sector with a cut segment adjacent to the housing is installed with a clearance above the nozzle for introducing the shared mixture, so that the chord of the cut segment is parallel to the nozzle axis, a liquid trap is placed above the spray collector consisting of a horizontal plate-segment adjacent to the housing below the separation element in the region above the segment cut out in the spray collector, and of a vertically located plate adjacent to one vertical rib to the body, upper horizontal rib to the chord of the plate segment, and below ending below the splash guard. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что напротив среза патрубка для ввода разделяемой смеси расположена вертикальная пластина-отражатель, примыкающая к корпусу.3. The device according to claim 1, characterized in that opposite to the cut of the nozzle for introducing a shared mixture is a vertical reflector plate adjacent to the housing. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол между нормалью к выпуклой поверхности пластин сепарационного элемента на внешней кромке и касательной к окружности, соединяющей эти кромки, направленной по потоку, составляет 145÷170°, а угол между касательной к вогнутой поверхности пластин на внутренней кромке, направленной по потоку, и нормалью к выпуклой поверхности соседней пластины в точке пересечения с этой касательной составляет 145÷170°.4. The device according to claim 1, characterized in that the angle between the normal to the convex surface of the plates of the separation element on the outer edge and the tangent to the circle connecting these edges, directed downstream, is 145 ÷ 170 °, and the angle between the tangent to the concave surface plates on the inner edge directed downstream and normal to the convex surface of the adjacent plate at the intersection with this tangent is 145 ÷ 170 °.

Images