UA18532U

UA18532U - Separator

Info

Publication number: UA18532U
Application number: UAU200604928U
Authority: UA
Inventors: Vitalii Ivanovych Pylypchak
Original assignee: Nat Univ Admiral Makarov
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2006-11-15

Abstract

A separator contains a vertical cylindrical housing with supply and discharge tubes, inside which continuous upper and perforated lower sheets are located and overlap its cross section, between the sheets the packet of separation elements is fixed. The axes of the supply tube and inlet section of the packet of separation elements are superposed. The axis of the discharge tube is displaced upward relative to the axis of the inlet section of the packet of separation elements. The inlet edge of the discharge tube projects inward the housing, and the packet of separation elements is made in the form of vertical beam with staggered pipes, which have in the rear portion continuous longitudinal lugs or grooves.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до інерційних пристроїв для відокремлення крапель рідини від газу при тисках, 2 що відрізняються від атмосферного, і може бути використана в промисловій і транспортній енергетиці, нафтовій, газовій та інших галузях промисловості.The utility model refers to inertial devices for separating liquid droplets from gas at pressures 2 different from atmospheric, and can be used in industrial and transport power, oil, gas and other industries.

Відомий сепаратор, який містить вертикальний циліндричний корпус, патрубки підведення і відведення, пакет сепараційних елементів |див. патент США Мо3289398, кл. 55-440, опубл. 19631.A known separator, which contains a vertical cylindrical body, inlet and outlet nozzles, a package of separation elements | see US patent Mo3289398, cl. 55-440, publ. 19631.

Основним недоліком такої конструкції є низька ефективність (92...95905). 70 Прототипом гаданої корисної моделі є сепаратор за деклараційним патентом України на корисну модельThe main disadvantage of this design is low efficiency (92...95905). 70 The prototype of the alleged utility model is the separator according to the declaratory patent of Ukraine for the utility model

Мо10356. Він складається з вертикального циліндричного корпусу з патрубками підведення і відведення.Mo10356. It consists of a vertical cylindrical body with inlet and outlet nozzles.

Всередині корпусу розміщені і перекривають його поперечний переріз суцільний верхній і перфорований нижній листи, між якими закріплений пакет сепараційних елементів висотою 0,8...1,25 діаметра корпусу. Діаметр патрубків підведення і відведення складає 0,2...0,4 діаметра корпусу. Вісь патрубка підведення і вхідного 12 перерізу пакета сепараційних елементів суміщені. Вісь патрубка відведення зміщена вверх відносно осі вхідного перерізу пакета сепараційних елементів на величину, що дорівнює 0,1... 0,25 діаметра корпусу, а його вхідна кромка виступає всередину корпусу на величину Лі, що дорівнює 0,042...0,07 діаметра корпусу.Solid upper and perforated lower sheets are placed inside the case and overlap its cross section, between which a package of separation elements with a height of 0.8...1.25 of the case diameter is fixed. The diameter of the inlet and outlet nozzles is 0.2...0.4 the diameter of the case. The axis of the supply pipe and the inlet 12 section of the package of separation elements are combined. The axis of the discharge nozzle is shifted upwards relative to the axis of the inlet section of the package of separation elements by an amount equal to 0.1...0.25 of the body diameter, and its inlet edge protrudes into the body by an amount of Li equal to 0.042...0.07 of the diameter body

Пакет сепараційних елементів виконано у вигляді вертикального пучка з шаховим розміщенням труб.The package of separation elements is made in the form of a vertical beam with a staggered arrangement of pipes.

Кількість рядів труб по глибині пучка складає 7...8. Поперечний крок труб у пучку менше двох діаметрів труби, а поздовжній рівний діаметру труби.The number of rows of pipes along the depth of the bundle is 7...8. The transverse pitch of the pipes in the bundle is less than two pipe diameters, and the longitudinal one is equal to the pipe diameter.

Використання гладкотрубних пучків труб в якості пакета сепараційних елементів обмежено відносно невисокими значеннями динамічного тиску та зниженням коефіцієнту уловлювання крапельної вологи при короткочасній роботі на великих водностях потоку, які можуть мати місце при накопиченні великої маси рідини в трубопроводах.The use of smooth pipe bundles as a package of separation elements is limited by relatively low values of dynamic pressure and a decrease in the droplet moisture capture coefficient during short-term operation at high flow rates, which can occur when a large mass of liquid accumulates in the pipelines.

Це пояснюється тим, що при перевищенні граничного значення динамічного тиску та високих водностях 8 потоку виникає вторинне обводнення потоку внаслідок зриву крапель рідини з поверхні плівки, яка утворюється на гладких трубах.This is explained by the fact that when the limit value of the dynamic pressure and high water content 8 of the flow is exceeded, secondary flooding of the flow occurs due to the detachment of liquid droplets from the surface of the film that forms on smooth pipes.

Задача корисної моделі - відвертання вторинного обводнення газового потоку і підвищення ефективності відокремлення рідини від газового потоку. сThe task of a useful model is to avoid secondary water-logging of the gas flow and to increase the efficiency of separating the liquid from the gas flow. with

Поставлена задача досягається тим, що сепаратор, який має вертикальний циліндричний корпус з со патрубками підведення і відведення, всередині якого розміщені і перекривають його поперечний переріз суцільний верхній і перфорований нижній листи, між якими закріплений пакет сепараційних елементів висотою, що що дорівнює 0,8...1,25 діаметра корпусу, при цьому патрубки підведення і відведення виконані діаметром, що о дорівнює 0,2...04 діаметра корпусу, осі патрубка підведення і вхідного перерізу пакета сепараційних 32 елементів суміщені, вісь патрубка відведення зміщена вверх відносно осі останнього на величину, що складає -- 0,1...0025 діаметра корпусу, його вхідна кромка виступає всередину корпусу на величину ЛІ, що складає 0,042...0,07 діаметра корпусу, а пакет сепараційних елементів виконаний у вигляді вертикального пучка з шаховим розміщенням труб, кількість рядів яких по глибині складає 7...8, з поперечним кроком (54), меншим двох « дю діаметрів труби, і поздовжнім кроком (52), рівним діаметру труби, має пакет сепараційних елементів, виконаний з з труб, які мають у кормовій частині суцільні поздовжні виступи або канавки. с Доцільно, щоб виступи або канавки мали тільки труби перших чотирьох рядів пакета сепараційних елементів. :з» Наявність виступів або канавок в кормовій частині труб пакета сепараційних елементів сприяє тому, що рідина, яка поступає в кормову частину труб у вигляді плівки або осідає на їх поверхню в вигляді крапель, збирається в каналах, які утворюються поміж поверхнями труб і виступів, або в канавках і відводиться по них у - 15 піддон. Це зменшує можливість вторинного обводнення потоку і підвищує ефективність відокремлення крапель рідини від двофазного потоку. (ее) Доцільність технічного рішення про оснащування виступами або канавками тільки перших чотирьох рядів сл труб пакета сепараційних елементів грунтується на результатах експериментальних досліджень. Вони свідчать про те, що основна маса крапельної вологи (біля 9795) уловлюється чотирма першими рядами труб. (95) 20 На Фіг.1 показано поздовжній розріз сепаратора, на Фіг.2 - розріз по А-А для випадку, коли труби пакета "з сепараційних елементів мають в кормовій частині виступи круглої форми поперечного перерізу; на Фіг.З - трубу з виступом круглої форми поперечного перерізу; на Фіг.4 - трубу з канавками прямокутної форми поперечного перерізу.The task is achieved by the fact that the separator, which has a vertical cylindrical body with inlet and outlet nozzles, inside which solid upper and perforated lower sheets are placed and overlap its cross section, between which a package of separation elements with a height of 0.8 is fixed. ..1.25 of the body diameter, while the inlet and outlet nozzles are made with a diameter equal to 0.2...04 of the body diameter, the axis of the inlet nozzle and the inlet section of the package of separation 32 elements are aligned, the axis of the outlet nozzle is shifted upwards relative to the axis of the latter by an amount that is 0.1...0025 of the casing diameter, its leading edge protrudes into the casing by an amount of LI, which is 0.042...0.07 of the casing diameter, and the package of separation elements is made in the form of a vertical beam with a checkered placement of pipes, the number of rows of which in depth is 7...8, with a transverse pitch (54) smaller than two diameters of the pipe, and a longitudinal pitch (52) equal to diameter of the pipe, has a package of separation elements made of pipes that have continuous longitudinal protrusions or grooves in the aft part. c It is advisable that only the pipes of the first four rows of the package of separation elements have protrusions or grooves. :z» The presence of protrusions or grooves in the aft part of the pipes of the package of separation elements contributes to the fact that the liquid that enters the aft part of the pipes in the form of a film or settles on their surface in the form of drops is collected in the channels that are formed between the surfaces of the pipes and protrusions, or in the grooves and is diverted along them into - 15 pallets. This reduces the possibility of secondary watering of the flow and increases the efficiency of separation of liquid droplets from the two-phase flow. (ee) The expediency of the technical decision to equip with protrusions or grooves only the first four rows of sl pipes of the package of separation elements is based on the results of experimental studies. They indicate that the main mass of droplet moisture (about 9795) is captured by the first four rows of pipes. (95) 20 Fig. 1 shows a longitudinal section of the separator, Fig. 2 shows a section along A-A for the case when the pipes of the package of separation elements have in the aft part protrusions of a circular cross-section; Fig. 3 shows a pipe with a protrusion of a round cross-section; Fig. 4 - a pipe with grooves of a rectangular cross-section.

Сепаратор (Фіг.1) має вертикальний циліндричний корпус 1 з патрубками підведення 2 і відведення 3. При цьому вхідна кромка патрубка відведення З виступає всередину корпусу 1 на величину Лі. Всередині корпусу 1 с між плоским верхнім 4 і перфорованим нижнім листами, які перекривають поперечний переріз корпусу 1, розміщений пакет 6 сепараційних елементів. Перфорований лист 5 відокремлює робочу порожнину 7 сепарації (проточна частина) від збірника 8 рідини (піддону). Для спрощення монтажу пакет б з'єднується з листами 4 і 5 во і закріплюється за допомогою верхнього днища 9 і корпусу 1. В нижній частині сепаратора для відведення рідини піддон 8 має трубу 10. Сепаратор має лапи 11 для установлення його на фундамент.The separator (Fig. 1) has a vertical cylindrical body 1 with supply nozzles 2 and discharge 3. At the same time, the inlet edge of the discharge nozzle C protrudes into the body 1 by the amount of Li. A package of 6 separation elements is placed inside the housing 1 s between the flat upper 4 and perforated lower sheets that cover the cross section of the housing 1. The perforated sheet 5 separates the working cavity 7 of the separation (flow part) from the liquid collector 8 (tray). To simplify the installation, the package b is connected to the sheets 4 and 5 and fixed with the help of the upper bottom 9 and the body 1. In the lower part of the separator for draining the liquid, the tray 8 has a pipe 10. The separator has legs 11 for installing it on the foundation.

Пакет сепараційних елементів 6 (Фіг.2) виконано у вигляді вертикального шахового пучка труб 13, який має поперечний крок 54 менший двох діаметрів труби 13, що забезпечує перекриття міжтрубного зазору. Поздовжній крок Зо з метою зменшення габаритів сепаратора рівний діаметру труби 13. Кількість рядів труб по глибині пучка складає вісім (може бути сім). Труби 13 пакета сепараційних елементів мають в кормовій частині суцільні б5 поздовжні виступи 14 або канавки 75. Доцільно щоб виступи 14 або канавки 75 мали труби 13 тільки перших чотирьох рядів пакета сепараційних елементів. Доцільно також витримати співвідношення діаметрів патрубків 2 іThe package of separation elements 6 (Fig. 2) is made in the form of a vertical checkerboard bundle of pipes 13, which has a transverse step 54 smaller than two diameters of the pipe 13, which ensures overlapping of the inter-pipe gap. The longitudinal step Зо in order to reduce the dimensions of the separator is equal to the diameter of the pipe 13. The number of rows of pipes along the depth of the bundle is eight (may be seven). The pipes 13 of the package of separation elements have in the aft part continuous b5 longitudinal protrusions 14 or grooves 75. It is desirable that the protrusions 14 or grooves 75 have pipes 13 of only the first four rows of the package of separation elements. It is also advisable to maintain the ratio of the diameters of the nozzles 2 and

З підведення і відведення до діаметра корпусу 1 - 0,2...0,4; величина Лі патрубка відведення 3, яка виступає всередину корпусу 71, до діаметра корпусу 1 - 0,042...0,07; висоти пакета б до діаметра корпусу 1 - 0,8...1,25. Крім того вісь патрубка підведення 2 суміщена з віссю вхідного перерізу пакета б, а вісь патрубка відведення З зміщена вверх відносно осі вхідного перерізу пакета 6 на величину 0,1...0,25 діаметра корпусу 1.From the inlet and outlet to the diameter of the body 1 - 0.2...0.4; the size of the outlet nozzle 3, which protrudes inside the housing 71, to the diameter of the housing 1 - 0.042...0.07; the height of the package b to the diameter of the case 1 - 0.8...1.25. In addition, the axis of the supply nozzle 2 is aligned with the axis of the inlet cross-section of the package b, and the axis of the outlet nozzle Z is shifted upwards relative to the axis of the inlet section of the package 6 by the amount of 0.1...0.25 of the diameter of the housing 1.

Сепаратор працює таким чином. Двофазний потік надходить в сепаратор через патрубок підведення 2. В результаті інерційного осадження на лобовій поверхні труб 13 утворюється плівка рідини, яка під дією сили тяжіння стікає в піддон 8. Основна маса крапельної вологи (біля 9795) уловлюється першими чотирма рядами 7/0 труб 13 пакета 6. Рідина, яка поступає в кормову частину труб 13 у вигляді плівки або осідає на їх поверхні у вигляді крапель, збирається в каналах, які утворюються поміж поверхнями труб 13 і виступів 14, або в канавках і відводиться по ним під дією сили тяжіння в піддон 8. Краплі рідини, не уловлені в пакеті б, практично повністю осідають на поверхню корпусу 1. Плівка рідини, що утворюється на поверхні корпусу 1, під дією сили тяжіння стікає в піддон 8. Втягненню плівки рідини в патрубок відведення З перешкоджає його частина, яка 7/5 виступає всередину корпусу 1, відношення довжини якої до діаметра корпусу 1 складає 0,042...0,07.The separator works like this. The two-phase flow enters the separator through the supply pipe 2. As a result of inertial deposition on the frontal surface of the pipes 13, a liquid film is formed, which under the influence of gravity flows into the tray 8. The main mass of droplet moisture (about 9795) is captured by the first four rows of 7/0 pipes 13 package 6. The liquid that enters the aft part of the pipes 13 in the form of a film or settles on their surface in the form of drops is collected in the channels that are formed between the surfaces of the pipes 13 and the protrusions 14, or in the grooves, and is diverted along them under the action of gravity in tray 8. Drops of liquid, not caught in bag b, almost completely settle on the surface of housing 1. The film of liquid formed on the surface of housing 1 flows into tray 8 under the influence of gravity. which 7/5 protrudes inside the housing 1, the ratio of its length to the diameter of the housing 1 is 0.042...0.07.

Сепаратор, що пропонується, забезпечує більш високу сепаруючу здатність ніж сепаратор-прототип при високих водностях двофазного потоку і однакових динамічних тисках у патрубку підведення за рахунок відвертання вторинного обводнення газового потоку.The proposed separator provides a higher separation capacity than the prototype separator at high water content of the two-phase flow and the same dynamic pressures in the supply pipe due to the diversion of secondary water flow of the gas flow.

Ф ормула винаходу 1. Сепаратор, що містить вертикальний циліндричний корпус з патрубками підведення і відведення, всередині якого розміщені і перекривають його поперечний переріз суцільний верхній і перфорований нижній об листи, між якими закріплений пакет сепараційних елементів висотою, що дорівнює 0,8-1,25 діаметра корпусу, при цьому патрубки підведення і відведення мають діаметр, що дорівнює 0,2-0,4 діаметра корпусу, осі патрубка ші підведення і вхідного перерізу пакета сепараційних елементів суміщені, вісь патрубка відведення зміщена вверх відносно осі вхідного перерізу пакета сепараційних елементів на величину, що дорівнює 0,1-0,25 діаметра корпусу, вхідна кромка патрубка відведення виступає всередину корпусу на величину, що дорівнює 0,042-0,07 с зо діаметра корпусу, а пакет сепараційних елементів виконаний у вигляді вертикального пучка з шаховим розміщенням труб, кількість рядів яких по глибині пучка складає 7-8, з поперечним кроком, меншим двох і діаметрів труби, і поздовжнім кроком, рівним діаметру труби, який відрізняється тим, що труби пакета ю сепараційних елементів мають у кормовій частині суцільні поздовжні виступи або канавки. 2. Сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що виступи або канавки в кормовій частині мають тільки труби со з5 перших чотирьох рядів пакета сепараційних елементів. «- - . и? - (ее) 1 (95)Formula of the invention 1. Separator containing a vertical cylindrical body with inlet and outlet nozzles, inside which solid upper and perforated lower sheets are placed and overlap its cross section, between which a package of separation elements with a height equal to 0.8-1 is fixed, 25 of the body diameter, while the inlet and outlet nozzles have a diameter equal to 0.2-0.4 of the body diameter, the axes of the nozzle and the inlet and the inlet section of the separation element package are aligned, the outlet nozzle axis is shifted upwards relative to the axis of the inlet section of the separation element package on a value equal to 0.1-0.25 of the casing diameter, the inlet edge of the discharge nozzle protrudes into the casing by a value equal to 0.042-0.07 s of the casing diameter, and the package of separation elements is made in the form of a vertical bundle with a checkerboard arrangement of pipes, the number of rows of which in the depth of the bundle is 7-8, with a transverse step smaller than two pipe diameters, and a longitudinal cr eye, equal to the diameter of the pipe, which differs in that the pipes of the package of separation elements have continuous longitudinal protrusions or grooves in the aft part. 2. The separator according to item 1, which differs in that the protrusions or grooves in the stern part have only the pipes of the first four rows of the package of separation elements. "- - . and? - (ee) 1 (95)

Ко) 60 б5Ko) 60 b5