RU58380U1 - VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR - Google Patents
VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU58380U1 RU58380U1 RU2006103640/22U RU2006103640U RU58380U1 RU 58380 U1 RU58380 U1 RU 58380U1 RU 2006103640/22 U RU2006103640/22 U RU 2006103640/22U RU 2006103640 U RU2006103640 U RU 2006103640U RU 58380 U1 RU58380 U1 RU 58380U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- plate
- tangent
- separation
- separation element
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cyclones (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Вихревой газодинамический сепаратор ВГС1, предназначенный для улавливания капельной жидкости из газового потока, содержит вертикальный цилиндрический корпус, выходной и сливной патрубки, устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу разделяемого потока в корпус, и внутренний кольцевой сепарационный элемент, состоящий из изогнутых сепарационных пластин, причем сепарационные пластины выполнены дугообразными и ориентированы выпуклостью к оси устройства и навстречу направлению потока, соседние пластины образуют сопловые каналы, перекрываясь на 20÷50% от их ширины, угол между нормалью выпуклой стороны пластины на внешней кромке с касательной к окружности, соединяющей эти кромки, направленной по потоку, и угол между касательной к вогнутой поверхности пластины на внутренней кромке, направленной по потоку, и нормалью выпуклой поверхности соседней пластины в точке пересечения с этой касательной составляют 90°÷180°.The VGS1 vortex gas-dynamic separator, designed to capture droplet liquid from a gas stream, contains a vertical cylindrical body, an outlet and drain pipe, an input device that provides a tangential flow of the shared stream into the body, and an inner annular separation element consisting of curved separation plates, the separation plates made arcuate and oriented convex to the axis of the device and towards the direction of flow, adjacent plates form nozzle channels all, overlapping by 20 ÷ 50% of their width, the angle between the normal to the convex side of the plate at the outer edge with a tangent to the circle connecting these edges directed downstream, and the angle between the tangent to the concave surface of the plate at the inner edge directed downstream, and the normal to the convex surface of the adjacent plate at the intersection with this tangent is 90 ° ÷ 180 °.
Description
Изобретение относится к нефтяной, газовой, машиностроительной, пищевой, химической и другим отраслям промышленности и может применяться для улавливания капельной жидкости из газового потока.The invention relates to the oil, gas, engineering, food, chemical and other industries and can be used to trap drip liquid from a gas stream.
Известно устройство для улавливания твердых частиц [патент США №5221229 А, 1993 г.], содержащее корпус с тангенциальным патрубком для подачи потока, соосный сепарационный элемент меньшего диаметра, расположенный в верхней части корпуса и состоящий из вертикальных направляющих лопаток, ориентированных таким образом, что направление вращения потока при его продвижении к оси меняется на противоположное, осевой патрубок для выхода газа, соединенный с сепарационным элементом, и патрубок для вывода отсепарированных частиц в нижней части корпуса, в котором первая стадия сепарации осуществляется в поле центробежных сил на внутренней поверхности корпуса, а вторая, инерционная, осуществляется на пластинах сепарационного элемента за счет резкого изменения направления потока газа.A device for collecting particulate matter is known [US Patent No. 5221229 A, 1993], comprising a housing with a tangential nozzle for supplying a stream, a coaxial separation element of a smaller diameter located in the upper part of the housing and consisting of vertical guide vanes oriented so that the direction of rotation of the flow as it moves towards the axis changes to the opposite, the axial nozzle for the gas outlet connected to the separation element, and the nozzle for the output of the separated particles in the lower part of the housing, wherein the first separation step is carried out in a centrifugal force field on the inner surface of the housing, and a second, inert, carried out on the plates of the separation element because of a sharp change in the gas flow direction.
Недостатком этого устройства является большое гидравлическое сопротивление, связанное с изменением направления закрутки в сепарационном элементе.The disadvantage of this device is the large hydraulic resistance associated with a change in the direction of twist in the separation element.
Известны устройства для осаждения мелкодисперсных жидких и твердых частиц [патент РФ №2136350, B 01 D 45/12, 1999 г.; патент РФ №2188062, B 01 D 45/12, 2002 г.; патент РФ №2221625, B 01 D 45/12, 2004 г.], содержащие вертикальный цилиндрический корпус, патрубок для подачи газа и отражатель для поворота входящего потока в тангенциальном и вертикальном направлениях, горизонтальные диафрагмированные перегородки с одним или несколькими закрепленными на них внутренними сепарационными элементами, с вертикальными или расположенными вдоль усеченного конуса сепарирующими пластинами, ориентированными таким образом, что входящий в элемент поток сохраняет направление вращения. Одна из этих пластин содержит желоба для слива жидкости. В этих устройствах сепарирующие пластины профилированы и Known devices for the deposition of fine liquid and solid particles [RF patent No. 2136350, B 01 D 45/12, 1999; RF patent No. 2188062, B 01 D 45/12, 2002; RF patent No. 2221625, B 01 D 45/12, 2004], containing a vertical cylindrical body, a pipe for supplying gas and a reflector for turning the incoming flow in the tangential and vertical directions, horizontal diaphragmed partitions with one or more internal separation mounted on them elements with vertical or located along a truncated cone separating plates, oriented in such a way that the flow entering the element retains the direction of rotation. One of these plates contains gutters for draining the liquid. In these devices, the separation plates are profiled and
ориентированы таким образом, что разделяемая смесь попадает в щелевые каналы между соседними пластинами сепарационного элемента, жидкость переходит в этих каналах с наружной поверхности одной пластины на внутреннюю поверхность другой вплоть до пластины, на которой предусмотрены желоба для слива жидкости. В этом случае, по сравнению с предыдущим, уменьшено гидравлическое сопротивление.They are oriented in such a way that the mixture to be separated enters the slotted channels between adjacent plates of the separation element, the liquid passes in these channels from the outer surface of one plate to the inner surface of the other up to the plate on which gutters are provided for draining the liquid. In this case, compared with the previous one, the hydraulic resistance is reduced.
Недостатком этих устройств является перегрузка по жидкости пластины со сливными желобами, перекрытие этими желобами части пространства в первой ступени сепарации и усложнение конструкции.The disadvantage of these devices is the liquid overload of the plate with drain troughs, the overlapping by these troughs of a part of the space in the first separation stage and the complexity of the design.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для улавливания мелкодисперсных жидких и твердых частиц из газового потока [патент РФ №2244584, B 01 D 45/12, 2005 г.], содержащее вертикальный цилиндрический корпус, устройство ввода, расположенное в верхней его половине, сливной патрубок в дне и выходной патрубок для газа в верхней крышке, горизонтальную перегородку и закрепленный между этой перегородкой и верхней крышкой сепарационный элемент, составленный из кольцевого пакета изогнутых сепарационных пластин, причем соседние пластины в области перекрытия образуют щелевые каналы, а противоположные края пластин направлены касательно к наружной и внутренней окружностям сепарационного элемента. При работе устройства входящий в корпус через устройство ввода поток отклоняется тангенциально и книзу. В результате вращения потока осуществляется первая стадия центробежной сепарации в пространстве между корпусом и сепарационным элементом. Далее поток с оставшейся мелкодисперсной фазой, не меняя направления вращения, плавно попадает в щелевые каналы, образованные в зоне перекрытия соседних пластин сепарационного элемента, а мелкодисперсная фаза, плавно переходя с внешнего края одной пластины на внутреннюю поверхность другой, стекает по внутренней поверхности вниз к горизонтальной крышке и оттуда направляется к сливному патрубку.The closest in technical essence to the claimed device is a device for collecting finely dispersed liquid and solid particles from a gas stream [RF patent No. 2244584, B 01 D 45/12, 2005], containing a vertical cylindrical body, an input device located in its upper half, a drain pipe in the bottom and a gas outlet pipe in the upper cover, a horizontal partition and a separation element fixed between this partition and the upper cover, composed of an annular package of curved separation plates n, and adjacent plates in the overlapping region form slotted channels, and opposite edges of the plates are directed tangentially to the outer and inner circumferences of the separation element. When the device is operating, the flow entering the housing through the input device is deflected tangentially and downward. As a result of the rotation of the flow, the first stage of centrifugal separation is carried out in the space between the housing and the separation element. Further, the flow with the remaining finely dispersed phase, without changing the direction of rotation, smoothly enters the slotted channels formed in the overlapping zone of adjacent plates of the separation element, and the finely dispersed phase, smoothly passing from the outer edge of one plate to the inner surface of the other, flows downward along the inner surface to the horizontal the lid and from there it goes to the drain pipe.
Профилирование пластин, осуществленное в этом устройстве, предусматривает уменьшение входного гидродинамического сопротивления сепарационного элемента. Однако гидродинамическое сопротивление, связанное со щелевой формой канала в области перекрытия пластин, остается большим, а эффективность The profiling of the plates, carried out in this device, involves reducing the input hydrodynamic resistance of the separation element. However, the hydrodynamic resistance associated with the slotted shape of the channel in the area of overlap of the plates remains large, and the efficiency
сепарации недостаточна, что проявляется во вторичном срыве капель с поверхности пластин при больших нагрузках по жидкости.separation is insufficient, which is manifested in the secondary disruption of droplets from the surface of the plates at high fluid loads.
Задачей заявляемого изобретения является увеличение степени сепарации на сепарационных пластинах и уменьшение гидродинамического сопротивления аппарата.The task of the invention is to increase the degree of separation on the separation plates and reduce the hydrodynamic resistance of the apparatus.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве Вихревой газодинамический сепаратор ВГС1, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, выходной патрубок в верхней крышке и сливной патрубок в основании, горизонтальную перегородку, устройство ввода, обеспечивающее тангенциальную подачу входящего потока в корпус, и внутренний кольцевой сепарационный элемент, состоящий из изогнутых сепарационных пластин, закрепленных между верхней крышкой и горизонтальной перегородкой, согласно изобретению, сепарационные пластины выполнены дугообразными и ориентированы выпуклостью к оси устройства и навстречу набегающему потоку, соседние пластины перекрываются, образуя сопловые каналы для входа газа, перекрытие пластин составляет от 20 до 50% их ширины, угол между нормалью выпуклой поверхности пластины на внешней кромке с касательной к окружности, соединяющей эти кромки, направленной по потоку, составляет 90°÷180°, и угол между касательной к вогнутой поверхности пластины на внутренней кромке, направленной по потоку, и нормалью выпуклой поверхности соседней пластины в точке пересечения с этой касательной составляет 90°÷180°.The problem is solved in that in the device the Vortex gas-dynamic separator VGS1, containing a vertical cylindrical body, an outlet pipe in the top cover and a drain pipe at the base, a horizontal partition, an input device that provides a tangential flow of the incoming stream into the body, and an inner annular separation element, consisting of curved separation plates fixed between the top cover and the horizontal partition, according to the invention, the separation plates are made arc are sharp and oriented convex to the axis of the device and towards the incoming flow, adjacent plates overlap, forming nozzle channels for gas inlet, the overlap of the plates is from 20 to 50% of their width, the angle between the normal to the convex surface of the plate at the outer edge is tangent to the circle connecting these the edge directed downstream is 90 ° ÷ 180 °, and the angle between the tangent to the concave surface of the plate on the inner edge directed downstream and the normal to the convex surface of the adjacent plate at the intersection The ratio with this tangent is 90 ° ÷ 180 °.
Поставленная задача решается также тем, что, согласно изобретению, пластины сепарационного элемента располагаются вдоль поверхности вертикального усеченного конуса (меньшим основанием книзу) с углом наклона до семи градусов.The problem is also solved by the fact that, according to the invention, the plates of the separation element are located along the surface of a vertical truncated cone (with a smaller base down) with an angle of inclination of up to seven degrees.
На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - разрез по А-А и на фиг.3 - схема расположения сепарационных пластин.Figure 1 presents a General view of the device, figure 2 is a section along aa and figure 3 is a layout of separation plates.
Вихревой газодинамический сепаратор ВГС1 содержит корпус 1, верхнюю крышку 2 с присоединенным к ней выходным патрубком 3, устройство ввода, содержащее входной патрубок 4 с дефлектором 5, сливной патрубок 6, горизонтальные диафрагмирующую перегородку 7 и перегородку 8, внутренний The gas-dynamic vortex separator VGS1 contains a housing 1, a top cover 2 with an outlet pipe 3 connected to it, an input device comprising an inlet pipe 4 with a deflector 5, a drain pipe 6, a horizontal diaphragm wall 7 and a partition 8, an internal
сепарационный элемент 9, составленный из профилированных пластин 10, закрепленных между верхней крышкой 2 и горизонтальной перегородкой 7.the separation element 9, composed of profiled plates 10, mounted between the top cover 2 and the horizontal partition 7.
Вихревой газодинамический сепаратор ВГС1 работает следующим образом. Газ, содержащий капельную жидкость, поступает через входной патрубок 4 в корпус 1, где с помощью дефлектора 5 отклоняется на стенку корпуса и вниз на спиральную траекторию. Входной патрубок 4 с дефлектором 5, корпус устройства 1 и пространство между корпусом 1 и внутренним сепарационным элементом 9 служат для осуществления первой стадии сепарации в поле центробежных сил, поддерживаемом закруткой потока. На первой стадии осуществляется осаждение струй и наиболее крупных капель жидкости на корпус устройства. Происходит также диспергирование жидкости на отражателе и сепарация жидкости при поступлении ее в устройство в «пробковом» режиме. Далее газовый поток с оставшейся мелкодисперсной фазой, сохраняя вращение, распределяется на струи, поступающие в расположенные по ходу вращения сопловые каналы между дугообразными сепарационными пластинами.The vortex gas-dynamic separator VGS1 operates as follows. The gas containing the dropping liquid enters through the inlet pipe 4 into the housing 1, where with the help of a deflector 5 it is deflected onto the wall of the housing and down to a spiral path. The inlet pipe 4 with a deflector 5, the housing of the device 1 and the space between the housing 1 and the inner separation element 9 are used to carry out the first stage of separation in the field of centrifugal forces supported by the flow swirl. At the first stage, jets and the largest drops of liquid are deposited on the device body. There is also dispersion of the liquid on the reflector and liquid separation when it enters the device in the "plug" mode. Further, the gas stream with the remaining finely dispersed phase, while maintaining rotation, is distributed into the jets entering the nozzle channels located along the rotation of rotation between the arcuate separation plates.
При этом, благодаря заявленной ориентации пластин, входящий в сопловый канал поток падает на выпуклую сторону пластины так, что направление потока составляет тупой угол с ее нормалью, причем этот угол надо стремиться сделать близким к 180°. На выходе из соплового канала поток стекает с вогнутого края пластины струей, которая затем ударяется в выпуклую часть соседней пластины, причем угол направления этого потока с нормалью выпуклой поверхности в точке падения также следует сделать как можно ближе к 180°. В частности, в реализованных устройствах эти углы составляли от 145° до 170° (см. фиг.3). Таким образом, на выпуклой стороне пластины дважды происходит изменение направления газового потока, в результате чего осуществляется инерционная сепарация с образованием жидкой пленки. Пленка жидкости под действием центробежной силы вытесняется на периферию пластины, а под действием силы тяжести стекает вниз на перегородки 7 и 8 и далее к сливному патрубку 6. Газ, продолжая движение к оси, направляется к выходному патрубку 3. Образование жидкой пленки и вытеснение ее на периферию обеспечивает высокую степень сепарации. Несмотря на то, что газ набегает на сепарационные пластины под большим углом (ударный вход), что повышает гидродинамическое сопротивление, Moreover, due to the declared orientation of the plates, the flow entering the nozzle channel falls onto the convex side of the plate so that the flow direction makes an obtuse angle with its normal, and this angle should be sought to be close to 180 °. At the exit from the nozzle channel, the stream flows from the concave edge of the plate with a jet, which then hits the convex part of the adjacent plate, and the direction angle of this stream with the normal to the convex surface at the point of incidence should also be made as close as possible to 180 °. In particular, in the implemented devices, these angles were from 145 ° to 170 ° (see figure 3). Thus, on the convex side of the plate, a change in the direction of the gas flow occurs twice, resulting in inertial separation with the formation of a liquid film. The film of liquid under the action of centrifugal force is displaced to the periphery of the plate, and under the action of gravity flows down to the partitions 7 and 8 and further to the drain pipe 6. Gas, continuing to move to the axis, is directed to the output pipe 3. The formation of a liquid film and its displacement on the periphery provides a high degree of separation. Despite the fact that the gas runs onto the separation plates at a large angle (shock input), which increases the hydrodynamic resistance,
сопловая форма каналов сепарационного элемента обеспечивает существенно более низкое сопротивление по сравнению со щелевыми каналами, применяемыми в известных устройствах, в результате чего общее сопротивление сепарационного элемента оказывается ниже, чем в устройствах со щелевыми каналами и плавным (безударным) входом.the nozzle shape of the channels of the separation element provides a significantly lower resistance compared to the slotted channels used in known devices, as a result of which the overall resistance of the separation element is lower than in devices with slotted channels and a smooth (unstressed) input.
Расположение пластин 10 вдоль поверхности вертикального усеченного конуса (меньшим основанием книзу) приводит к тому, что скорость входа газа в сепарационный элемент увеличивается книзу (окружная скорость газа в устройствах циклонного типа увеличивается с уменьшением радиуса), где жидкая пленка утолщается за счет отекания сверху. Повышение скорости в этой области способствует лучшему прижатию жидкой пленки к пластине, удалению ее на периферию сепарационного элемента и тем самым улучшает сепарацию.The location of the plates 10 along the surface of the vertical truncated cone (with a smaller base down) leads to the fact that the gas inlet velocity to the separation element increases downward (the peripheral gas velocity in cyclone-type devices increases with decreasing radius), where the liquid film thickens due to swelling from above. The increase in speed in this area contributes to a better compression of the liquid film to the plate, its removal on the periphery of the separation element and thereby improves separation.
Использование предлагаемого изобретения позволяет снизить сопротивление сепарационного элемента и вести процесс сепарации с большими нагрузками по жидкости.The use of the invention allows to reduce the resistance of the separation element and to carry out the separation process with high liquid loads.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006103640/22U RU58380U1 (en) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006103640/22U RU58380U1 (en) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU58380U1 true RU58380U1 (en) | 2006-11-27 |
Family
ID=37664722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006103640/22U RU58380U1 (en) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU58380U1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457889C1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-10 | Эдуард Владимирович Юрьев | Vertical separation packing |
RU2545277C1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-03-27 | Роман Борисович Филиппов | Method for separation of inhomogeneous mixtures in centrifugal field |
RU2659988C1 (en) * | 2017-11-08 | 2018-07-04 | Андрей Владиславович Курочкин | Gas-dynamic vortex separator (options) |
RU2660844C1 (en) * | 2017-11-29 | 2018-07-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Separator for gas purification from dripping liquid |
RU2662476C1 (en) * | 2017-10-31 | 2018-07-26 | Андрей Владиславович Курочкин | Gas dynamic separator |
RU2736035C2 (en) * | 2017-11-16 | 2020-11-11 | Андрей Владиславович Курочкин | Gas-dynamic separator (versions) |
RU2740198C2 (en) * | 2017-11-29 | 2021-01-12 | Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" | Gas separator |
-
2006
- 2006-02-07 RU RU2006103640/22U patent/RU58380U1/en active IP Right Revival
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457889C1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-10 | Эдуард Владимирович Юрьев | Vertical separation packing |
WO2012108785A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Yuryev Eduard Vladimirovich | Vertical separation stack |
DE102011055435A1 (en) | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Eduard V. Yuryev | Vertical separation package |
RU2545277C1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-03-27 | Роман Борисович Филиппов | Method for separation of inhomogeneous mixtures in centrifugal field |
RU2662476C1 (en) * | 2017-10-31 | 2018-07-26 | Андрей Владиславович Курочкин | Gas dynamic separator |
RU2659988C1 (en) * | 2017-11-08 | 2018-07-04 | Андрей Владиславович Курочкин | Gas-dynamic vortex separator (options) |
RU2736035C2 (en) * | 2017-11-16 | 2020-11-11 | Андрей Владиславович Курочкин | Gas-dynamic separator (versions) |
RU2660844C1 (en) * | 2017-11-29 | 2018-07-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Separator for gas purification from dripping liquid |
RU2740198C2 (en) * | 2017-11-29 | 2021-01-12 | Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" | Gas separator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU58380U1 (en) | VORTEX GAS-DYNAMIC SEPARATOR | |
RU2447925C2 (en) | Drop separator | |
US7025890B2 (en) | Dual stage centrifugal liquid-solids separator | |
WO2002100516A2 (en) | A system for separating an entrained liquid component from a gas stream | |
ZA200601415B (en) | Gas/liquid separator | |
RU2666414C1 (en) | Separator centrifugal gas-liquid yugas (cgs) | |
RU2320395C2 (en) | High-efficiency liquid-and-gas separator | |
RU58379U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR (OPTIONS) | |
RU2304455C1 (en) | Vortex gas separator | |
RU104082U1 (en) | CENTRIFUGAL OIL AND GAS SEPARATOR | |
RU2366489C1 (en) | Vortex-type gas separator | |
RU2346727C1 (en) | Gas separator of vortex type | |
RU2372146C1 (en) | Two-phase flow centrifugal separator | |
US11850605B2 (en) | Apparatus and method to separate and condition multiphase flow | |
RU2299756C1 (en) | Vortex type gaseous ejection separator (versions) | |
RU2454266C1 (en) | Vortex-type gas separator (versions) | |
RU2311946C1 (en) | Vortex type gaseous separator | |
RU2432195C1 (en) | Vortex-type gas separator | |
UA76282C2 (en) | Small-size high-performance separator | |
RU2452555C1 (en) | Vortex-type gas-fluid separator | |
RU66972U1 (en) | GAS VORTEX VALVE SEPARATOR | |
RU59436U1 (en) | GAS VORTEX TYPE EJECTION SEPARATOR (OPTIONS) | |
GB2618798A (en) | Separator | |
RU2244584C1 (en) | Small-sized high performance separator "kolibry" ("humming-bird") | |
RU2188062C1 (en) | Separator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130208 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20140110 |