прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа

Формула изобретения

Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа, содержащий снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения и изготовлен, по меньшей мере, из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы - в виде прямоугольника, квадрата, равнобоких или разносторонних трапеций, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, причем расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, при этом по всей длине корпуса смонтирована пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационно-инерционных или центробежных сил, создаваемых поворотом потока направления газового потока или пара, и может быть использовано в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.

Известен прямоточный спиральный сепаратор (а.с. СССР № 1431811, кл. B01D 45/12), содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным отверстиями, шнековую насадку, расположенную па валу и касающуюся стенок корпуса, отверстия для отвода жидкости, выполненные в виде щели.

Недостатком известной конструкции является недостаточная эффективность, высокое гидравлическое сопротивление и ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является прямоточный спиральный сепаратор (патент РФ № 2264843, кл. B01D 45/12), содержащий снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность, ограниченные технологические возможности.

Техническим результатом является расширение технологических возможностей, повышение эффективности отделения дисперсных частиц от газа.

Поставленная задача достигается тем, что в прямоточном винтовом сепараторе для отделения дисперсных частиц от газа, содержащем снабженный фланцами корпус с входными и выходными отверстиями, отверстия для отвода жидкости, корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения и изготовлен, по меньшей мере, из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы, в виде прямоугольника, квадрата, равнобоких или разносторонних трапеций, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, причем расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, при этом по всей длине корпуса смонтирована пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции прямоточного винтового сепаратора для отделения дисперсных частиц от газа.

Новизна состоит в том, что корпус выполнен в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри корпуса под углом не менее 45° к оси вращения и изготовлен, по меньшей мере, из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом не менее 45° к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна состоит также в том, что по периметру корпуса выполнены винтовех поверхности в виде карманов многоугольной формы, в виде прямоугольника, квадрата, трапеций равнобоких или разносторонних трапеций, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, причем расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, что способствует интенсификации процесса отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря ломанным внутренним винтовым карманам многоугольной формы векторы скорости движения дисперсных частиц при движении внутри сепаратора изменяются, что способствует интенсификации процесса отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри корпуса образованы винтовые поверхности в виде ломанных карманов многоугольной формы, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что винтовые поверхности и винтовые канавки многоугольной формы завихряют газовый поток, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что карманы по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и размерам, что расширяет технологические возможности

Новизна заключается также в том, что при одних и тех же диаметрах корпуса, в предлагаемой конструкции корпуса сепаратора длина пути прохождения дисперсных частиц по сравнению с известными конструкциями корпуса значительно больше по периметру, что представляет возможность сократить габариты корпуса сепаратора, как по длине, так и по диаметру, а также способствует интенсификации процесса отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям карманов многоугольной формы, гидравлическое сопротивление движению газа и дисперсными частицам снижается, это способствует увеличению скорости их движения, улучшает кавитационные характеристики сепаратора, расширяет технологические возможности, повышает эффективность отделения дисперсных частиц от газа.

Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен из одной свернутой в цилиндрические витки полосы одинаковой ширины, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что корпус смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом не менее 45° к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов многоугольной формы, что расширяет технологичесие возможности

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине корпуса смонтировна пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение дисперсных частиц в радиальном направлении, но и способствует интенсификации отделения этих частиц от газа за счет того, что частицы дисперсных материалов совершающих циркуляционное движение внутри корпуса в плоскостях перпендикулярных оси симметрии корпуса встречаясь с витками прямоугольной формы выпуклой пружины изменяют траекторию своего движения и перемещаются к переферии корпуса, увеличивают интенсивность отделения дисперсных частиц, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что, смонтированная по всей длине корпуса пружина выпуклой формы с витками прямоугольной формы, снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения дисперсных частиц при изменении скорости движения газа и напора, расширяет технологические возможность.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям карманов многоугольной формы векторы скорости движения газа и дисперсных частиц от входного до выходного отверстия изменяются, что способствует интенсификации отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри винтового корпуса со сложной внутренней поверхностью, в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует процесс отделения дисперсных частиц от газа и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах корпуса в предлагаемой конструкции длина пути прохождения дисперсных частиц с газом по сравнению с известными конструкциями корпуса больше, что представляет возможность сократить габариты корпуса сепаратора, как по длине, так и по диаметру.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - корпус, вид сбоку: на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий; фиг.6 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов многоугольной формы; фиг.7- аксонометрическая проекция полосы с карманами многоульной формы, свернутой в цилиндрический виток.

Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа (фиг.1, фиг.2) содержит многозаходный винтовой пустотелый корпус 1 с входным и выходным отверстиями и с фланцами 2 и 3 для крепления его к подводящему трубопроводу, в которых выполнены отверстия 4 (фиг.2) для соединительных болтов. В нижней части корпуса 1 имеются отверстия для отвода жидкости в виде щелей 5. В той же части корпуса к нему прикреплен сборник 6 с отверстием 7. Для обеспечения дополнительного продольного и радиального перемещения дисперсных частиц внутри корпуса 1 и интенсификации отделения их от газавнутри корпуса 1 смонтировна пружина выпуклой формы 8 с прямоугольным сечением витков и направлением витков, которые могут совпадать или быть противоположными направлением винтовых канавок внутри корпуса 1. Пружина 8 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков пружины 8 может производиться в процессе отделения дисперсных частиц от газа.

Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) изготовлен из одной полосы 9, свернутой в цилиндрические витки (фиг.7), соединенной по продольным кромкам 10 (показаны на фиг.3 штрих пунктирной линией) известными методами, например, сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностей винтовых линий по периметру и винтовых канавок внутри корпуса 1 в виде прямоугольника или квадрата или равнобоких или разносторонних трапеций, которые по периметру корпуса могут быть различными по размерам, под углом не менее 45° к оси вращения (на фиг.3 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 11-12-13-14-15-16-17 и винтовых поверхностей (фиг.4) многоугольной формы в виде карманов наружной поверхности, например на фиг.4 прямоугольной формы 18, 19, 20, 21, 22, 23 и карманов прямоугольной формы внутренней поверхности 24, 25, 26, 27, 28, 29.

Полоса 9 (фиг 5, фиг 6) согнута по линиям сгиба 30 под одинаковыми углами к продольным кромкам 10 полосы 9, размещенных на расстояниях равных длине элементов многоугольника карманов, например, для кармана 19 на расстояниях L₁ L₂ L₃ . Полоса 9 после сгиба по прямым линиям (фиг.5, фиг.6) свернута в цилиндрические витка (фиг.7), соединенными друг с другом по продольным кромкам 10 известными методами, например сваркой в корпус 1.

Прямоточный винтовой сепаратор для отделения дисперсных частиц от газа работает следующим образом.

Содержащие капли жидкости - дисперсные частицы поток газа или пара попадают в корпус 1 сепаратора и вовлекается в винтообразное движение. Под действием центробежных сил дисперсные частицы- капли жидкости достигают криволинейных стенок и винтовых канавок корпуса 1 и выводятся чрез щели 5 в сборник 6, а затем через отверстие 7 выводится за пределы сепаратора. Процесс отделения дисперсных частиц интенсифицируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри корпуса 1 пружины 8 выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, витки которых изменяют направление движение частиц, направляя их в радиальном направлении к стенкам корпуса 1.

Технике- экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц ила, повышение интенсивности их периориентации, повышения интенсивности отделения дисперсных частиц от газа, расширения технологических возможностей.