RU214646U1

RU214646U1 - Dynamic separation device

Info

Publication number: RU214646U1
Application number: RU2022113831U
Authority: RU
Inventors: Марат Мусретович Намазов; Руслан Алексеевич Егорочкин; Константин Егорович Меркушев
Original assignee: Марат Мусретович Намазов; Руслан Алексеевич Егорочкин; Константин Егорович Меркушев
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2022-11-08

Abstract

Полезная модель относится к области очистки газов и жидкостей от примесей и может быть использована в газовой, нефтяной, энергетической промышленности и других отраслях промышленности. Решаемая техническая задача - повышение качества очистки газов и жидкостей от примесей и разделения жидкостей разной плотности без снижения производительности. Техническая задача решается динамическим сепарирующим устройством, содержащим корпус с установленными в нем, соосно, в нижней и верхней его частях, соответственно, лопаточный аппарат и лопаточный сепаратор, сообщающиеся между собой внутренним пространством и регулятор потока очищаемой среды, достигается тем, что в верхней части корпуса, внутри него установлен разделитель потоков, выполненный в виде открытого по торцам полого цилиндра, внутри которого на крестовине закреплен регулятор распределения потоков очищаемой среды в виде подпружиненного конуса, а лопаточный сепаратор приварен к корпусу и находится внутри полой цилиндрической обечайки, которые и обеспечивают повышение качества очистки без снижения производительности. 3 ил.

The utility model relates to the field of purification of gases and liquids from impurities and can be used in the gas, oil, energy industry and other industries. Solved technical problem - improving the quality of purification of gases and liquids from impurities and the separation of liquids of different densities without reducing performance. The technical problem is solved by a dynamic separating device containing a housing with installed in it, coaxially, in its lower and upper parts, respectively, the blade apparatus and the blade separator, communicating with each other by the internal space and the flow regulator of the medium to be cleaned, is achieved by the fact that in the upper part of the housing , a flow separator is installed inside it, made in the form of a hollow cylinder open at the ends, inside which a spring-loaded cone flow distribution regulator is fixed on the crosspiece, and the blade separator is welded to the body and is located inside a hollow cylindrical shell, which provide an increase in the quality of cleaning without performance degradation. 3 ill.

Description

Полезная модель предназначена для очистки жидкостей и газа от механических примесей, газа от капельной жидкости и разделения жидкостей с разными плотностями и может быть использовано в газовой, нефтяной, энергетической промышленности и других областях. Центробежные сепараторы используют закрученный поток для разделения многокомпонентных систем. Особенностью таких устройств является отсутствие движущихся и вращающихся частей и элементов при малых габаритах, размерах и весе. При прохождении сепаратора поток изменяет направление движения с линейного на движение по спирали. За счет этого создается центробежная сила, которая значительно превосходит силу тяжести, что и определяет сепарацию. Известен патент РФ №2633736, воздухоочиститель, МПК B01D 45/12,2016 г. Воздухоочиститель содержит моноблочный корпус и расположенные в нем сепарационные отверстия в каждом из которых со стороны входа размещен завихритель загрязненного воздуха. К корпусу присоединен поддон с патрубком отсоса пыли. Приемное устройство для очищенного воздуха размещено с зазором внутри выходного участка сепарационного отверстия. Особенностью данного воздухоочистителя является определение рационального места отвода очищенного воздуха из воздухоочистителя, которое определяется по эмпирической зависимостью от геметрических параметров воздухоочистителя, что не отражает объективно процесс сепарации. Поэтому в других устройствах и применяется ступенчатая сепарация. При этом в воздухоочистителе нет регулировки процессом сепарации для повышения качества очистки.The utility model is intended for cleaning liquids and gas from mechanical impurities, gas from dropping liquid and separating liquids with different densities and can be used in the gas, oil, energy industries and other areas. Centrifugal separators use swirling flow to separate multi-component systems. A feature of such devices is the absence of moving and rotating parts and elements with small dimensions, dimensions and weight. As it passes through the separator, the flow changes direction from linear to spiral. Due to this, a centrifugal force is created, which significantly exceeds the force of gravity, which determines the separation. Known patent of the Russian Federation No. 2633736, air cleaner, IPC B01D 45/12, 2016. The air cleaner contains a monoblock housing and separation holes located in it, each of which has a polluted air swirler on the inlet side. A tray with a dust suction pipe is attached to the body. The receiving device for purified air is placed with a gap inside the outlet section of the separation hole. A feature of this air cleaner is the determination of a rational place for the removal of purified air from the air cleaner, which is determined by the empirical dependence on the geometrical parameters of the air cleaner, which does not objectively reflect the separation process. Therefore, in other devices, stepwise separation is used. At the same time, there is no adjustment of the separation process in the air cleaner to improve the quality of cleaning.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является патент РФ №2266772,центробежный сепаратор, МПК B01D 45/14, 20004 г. Центробежный сепаратор содержит корпус с установленными в нем на одном валу с приводом два жестко спаренных и сообщающихся между собой внутренним пространством центробежных вентилятора, имеющих разную высоту и расположенных один над другим. Внутри корпуса установлена диафрагма, делящая последний на две секции. Под диафрагмой в нижней части секции корпуса установлен патрубок для ввода запыленного газа, а к корпусу снизу прикреплены карманы для сбора пыли соединенные с бункером. Работает центробежный сепаратор следующим образом. При работе вентиляторов запыленный газ поступает через патрубок в полость корпуса ниже диафрагмы, попадает под действие центробежных сил, пылинки выбрасываются из вентилятора и прижимаются к стенке корпуса и, оседая, попадают в бункер для пыли. Очищенный газ, через отверстие в общей торцевой стенке попадает в полость верхнего вентилятора выше диафрагмы и удаляется из аппарата. Повышение качества очистки достигается наличием дроссельной заслонки установленной в патрубке для выхода очищенного газа. Путем изменения скорости протяжки газа через сепаратор, можно повысить степень очистки газа. Данный сепаратор не лишен недостатков. Повышение качества очистки достигается снижением производительности. Центробежный сепаратор не универсален в применении и предназначен только для очистки газа.The closest in terms of technical solution and the achieved result is the patent of the Russian Federation No. 2266772, centrifugal separator, IPC B01D 45/14, 20004. The centrifugal separator contains a housing with two rigidly coupled centrifugal fans installed on one shaft with a drive having different heights and located one above the other. A diaphragm is installed inside the housing, dividing the latter into two sections. Under the diaphragm in the lower part of the housing section there is a branch pipe for introducing dusty gas, and dust collection pockets connected to the hopper are attached to the housing from below. The centrifugal separator works as follows. During the operation of the fans, the dusty gas enters through the branch pipe into the housing cavity below the diaphragm, falls under the action of centrifugal forces, dust particles are ejected from the fan and pressed against the housing wall and, settling, enter the dust bin. The purified gas enters the cavity of the upper fan above the diaphragm through an opening in the common end wall and is removed from the apparatus. Improving the quality of cleaning is achieved by the presence of a throttle valve installed in the branch pipe for the outlet of the purified gas. By changing the speed of pulling gas through the separator, it is possible to increase the degree of gas purification. This separator is not without drawbacks. Improving the quality of cleaning is achieved by reducing productivity. The centrifugal separator is not universal in application and is intended only for gas purification.

Решаемая техническая задача - повышение качества очистки газа и жидкостей от примесей и разделение жидкостей разной плотности без снижения производительности. Решаемая техническая задача в динамическом сепарирующим устройстве, содержащее корпус с установленными в нем, соосно, в нижней и верхней его частях, соответственно, лопаточный аппарат и лопаточный сепаратор, сообщающиеся между собой внутренним пространством, достигается тем, что в верхней части корпуса, внутри него, установлен разделитель потоков очищаемой среды, выполненный в виде открытого по торцам полого цилиндра, внутри которого на крестовине закреплен регулятор распределения потока очищаемой среды в виде подпружиненного конуса, а лопаточный сепаратор приварен к корпусу и находится внутри полой цилиндрической обечайки.The technical problem to be solved is to improve the quality of gas and liquid purification from impurities and the separation of liquids of different densities without reducing productivity. The technical problem to be solved in a dynamic separating device containing a housing with installed in it, coaxially, in its lower and upper parts, respectively, the blade apparatus and the blade separator, communicating with each other by the internal space, is achieved by the fact that in the upper part of the housing, inside it, a separator for flows of the medium being cleaned is installed, made in the form of a hollow cylinder open at the ends, inside which a regulator for distributing the flow of the medium being cleaned in the form of a spring-loaded cone is fixed on the crosspiece, and the blade separator is welded to the body and is located inside the hollow cylindrical shell.

На фиг. 1 представлен общий вид динамического сепарирующего устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Динамическое сепарирующее устройство содержит корпус 1 в виде полого стального тонкостенного цилиндра с фланцем 2 для закрепления на трубопроводе или коллекторе, когда требуется несколько устройств. В нижней части корпуса 1 закреплен лопаточный аппарат (завихритель). 3.Угол положения лопаток, их форма, а также способ их сварного крепления позволяет минимизировать потери давления на закрутку (завихрение) потока, а также способствуют предотвращению ударного входа потока в устройство. В верхней части корпуса 1, внутри него и соосно с ним установлен разделитель потоков очищаемой среды 4, который представляет собой полый тонкостенный, открытый по торцам цилиндр меньшего, чем корпус 1 диаметра. Между корпусом 1 и соосно с ним установлен лопаточный сепаратор 5, который находится внутри полой цилиндрической обечайки 6 с воротником 7, приваренной пластинами 8 к корпусу 1 и лопаточному сепаратору5. В полости разделителя 4 вварена крестовина со шпилькой 9, на которой установлен регулятор потока очищенной среды в виде стального конуса 10, снабженного пружиной 11 и гайкой 12. Динамическое сепарирующее устройство работает следующим образом. Устройство закрепляется на трубопроводе фланцем 2 или к коллектору, если устройств несколько. Подлежащая очистке среда под избыточным давлением попадает в корпус 1 через открытый торец в лопаточный аппарат (завихритель) 3. При прохождении лопаточного аппарата 3, поток разрубается на струи, каждая из которых, после, него начинает совершать как поступательное движение, так и вращательное движение внутри корпуса. При этом среда с большей плотностью (механическая примесь, механическая частица, или капля в потоке газа) прижимается к стенке корпуса 1, а среда меньшей плотности формирует закрученный поток большей продольной скорости по центру корпуса. Разделение «загрязненной» среды на фиг.1 обозначено черными стрелками, а чистой среды светлыми стрелками, осуществляется разделителем 4, куда и попадает очищенная от тяжелых примесей среда. В щель между корпусом 1 и разделителем 4 попадает «грязный» поток. В лопаточном сепараторе 5 очищаемый «грязный» поток приобретает вторичное вращательное движение. На выходе из него поток начинает вращаться по гладкой обечайке 6. При этом очищенная среда, меньшей плотности, чем примеси, поднимается по обечайке 6 вверх и объединяется с чистым потоком из разделителя 4, зона 13 на фиг. 1. Поток с концентрированной примесью более тяжелый, чем основной уходит вниз по обечайке 6, зона 14 на фиг. 1. Изменением проходного сечения между конусом 10 и торцом разделителя 4 осуществляется перераспределение потоками очищаемой среды. Поджим конуса 1 осуществляется путем закручивания или ослабления гайки 12, а с другой стороны поджим осуществляется пружиной 11. Поджимая конус 10 вниз можно добиться, не уменьшая расхода очищаемой среды, а перенаправляя на лопаточный сепаратор 5, большего качества работы всего устройства, подвергая ее вторичной очистке. Существенным отличием заявленного динамического сепарационного устройства от прототипа состоит в том, что в последнем качество очистки достигается снижением выхода очищенного газа, то есть производительности. Тогда как в заявленном устройстве за счет перераспределения сепарируемых потоков очищаемой среды между регулятором и лопастным сепаратором производительность остается постоянной. Динамическое сепарационное устройство универсально в применении из-за возможности работы на газовых и жидких средах, при очистке от механических примесей, а также для разделения от жидкостей с разными плотностями. Устройство изготовлено, испытано и находится в стадии внедрения на предприятиях.In FIG. 1 shows a general view of a dynamic separating device; in fig. 2 - section A-A in Fig. one; in fig. 3 - section B-B in Fig. 1. The dynamic separating device includes a body 1 in the form of a hollow steel thin-walled cylinder with a flange 2 for fixing to a pipeline or manifold when several devices are required. The blade apparatus (swirler) is fixed in the lower part of the body 1. 3. The position angle of the blades, their shape, as well as the method of their welded fastening allows minimizing pressure losses due to the swirl (swirl) of the flow, and also helps to prevent shock flow entry into the device. In the upper part of the body 1, inside it and coaxially with it, there is a flow separator of the medium to be cleaned 4, which is a hollow thin-walled, open at the ends cylinder of a smaller diameter than the body 1. A bladed separator 5 is installed between the body 1 and coaxially with it, which is located inside a hollow cylindrical shell 6 with a collar 7, welded with plates 8 to the body 1 and the bladed separator 5. In the cavity of the separator 4, a crosspiece with a pin 9 is welded, on which a purified medium flow regulator is installed in the form of a steel cone 10, equipped with a spring 11 and a nut 12. The dynamic separating device operates as follows. The device is fixed on the pipeline with a flange 2 or to the manifold, if there are several devices. The medium to be cleaned under excess pressure enters the housing 1 through the open end into the vane apparatus (swirler) 3. When passing through the vane apparatus 3, the flow is cut into jets, each of which, after it, begins to perform both translational motion and rotational motion inside corps. In this case, a medium with a higher density (a mechanical impurity, a mechanical particle, or a drop in a gas flow) is pressed against the wall of the housing 1, and a medium of lower density forms a swirling flow of higher longitudinal velocity along the center of the housing. The division of the "contaminated" environment in figure 1 is indicated by black arrows, and the clean environment by light arrows, is carried out by the separator 4, where the environment purified from heavy impurities enters. A "dirty" flow enters the gap between the housing 1 and the separator 4. In the bladed separator 5, the "dirty" stream being cleaned acquires a secondary rotational motion. At its outlet, the flow begins to rotate along the smooth shell 6. At the same time, the purified medium, which has a lower density than the impurities, rises along the shell 6 and combines with the clean flow from the separator 4, zone 13 in Fig. 1. A stream with a concentrated impurity, heavier than the main one, goes down the shell 6, zone 14 in FIG. 1. By changing the flow section between the cone 10 and the end face of the separator 4, the medium being cleaned is redistributed by the flows. Pressing the cone 1 is carried out by tightening or loosening the nut 12, and on the other hand, the pressing is carried out by the spring 11. Pressing the cone 10 down, you can achieve, without reducing the flow rate of the medium being cleaned, but by redirecting to the blade separator 5, a better quality of the entire device, subjecting it to secondary cleaning . The essential difference between the claimed dynamic separation device and the prototype is that in the latter the cleaning quality is achieved by reducing the yield of purified gas, that is, productivity. Whereas in the claimed device, due to the redistribution of the separated flows of the medium to be cleaned between the regulator and the paddle separator, the performance remains constant. The dynamic separation device is universal in application due to the possibility of working on gas and liquid media, when cleaning from mechanical impurities, as well as for separating from liquids with different densities. The device has been manufactured, tested and is being implemented at enterprises.

Claims

A dynamic separating device containing a housing with installed in it, coaxially, in its lower and upper parts, respectively, a blade apparatus and a blade separator, communicating with each other by an internal space, characterized in that in the upper part of the housing, inside it, there is a flow separator of the medium to be cleaned , made in the form of a hollow cylinder open at the ends, inside which a regulator of the distribution of the flow of the medium being cleaned in the form of a spring-loaded cone is fixed on the crosspiece, and the blade separator is welded to the body and is located inside the hollow cylindrical shell.