Центробежный сепарационный элемент

Полезная модель относится к устройствам для разделения газожидкостных потоков с использованием центробежных сил и может быть использована в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности. Центробежный сепарационный элемент содержит обечайку 1 с ловушкой 2 отделенной жидкости, завихритель 3 и вытеснитель 4. В центре завихрителя 3 установлен конусообразный направляющий элемент 5. Вытеснитель 4 выполнен каплеобразной остроконечной формы, расширяющейся по направлению движения потока. Обечайка 1 может быть выполнена конусообразной формы или в виде сопла Лаваля. Устройство позволяет снизить гидравлическое сопротивление и повысить эффективность разделения газа и жидкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к устройствам для разделения газожидкостных потоков с использованием центробежных сил и может быть использована в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен центробежный сепарационный элемент (патент РФ 2150315, B01D 45/12, опубл. 10.06.1998, бюл. 16), включающий обечайку, два последовательно установленных завихрителя и ловушку отделенной жидкости, при этом внутри обечайки между завихрителями установлен рециркуляционный элемент, выполненный в виде замкнутой полости, снабженной входами и выходом, а в стенке обечайки выполнены отверстия, причем входы рециркуляционного элемента соединены с обечайкой по периметру отверстий, а выход расположен в центральной части обечайки на расстоянии 0,8-1,0 диаметра обечайки от первого завихрителя.

Общими признаками известного и предлагаемого устройств являются:

- обечайка;

- завихритель;

- ловушка отделенной жидкости.

Недостатком известного устройства является высокое гидравлическое сопротивление, обусловленное наличием двух последовательно установленных завихрителей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является центробежный сепарационный элемент (патент РФ 2140317, B01D 45/12, опубл. 27.10.1999, бюл. 30), включающий обечайку с ловушкой отделенной жидкости и завихритель, при этом внутри обечайки соосно ей размещено полое тело цилиндрической формы, один торец которого выполнен герметичным и выступающим над ловушкой отделенной жидкости, а другой торец выполнен в виде сопла и расположен над завихрителем, при этом выступающая торцовая часть полого тела снабжена газоподводящими патрубками.

Общими признаками известного и предлагаемого устройств являются:

- обечайка;

- завихритель;

- ловушка отделенной жидкости;

- вытеснитель в виде полого тела, размещенный внутри обечайки соосно с ней.

Недостатком известного элемента является повышенное гидравлическое сопротивление и низкая эффективность разделения газа и жидкости вследствие образования в нижней части завихрителя и на его выходе циркуляционных токов и застойных зон, не позволяющих использовать рабочую поверхность в полной мере.

Технической задачей полезной модели является снижение гидравлического сопротивления и повышение эффективности разделения газа и жидкости.

Поставленная задача достигается тем, что центробежный сепарационный элемент, включающий обечайку с ловушкой отделенной жидкости, завихритель и вытеснитель, имеет установленный в центре завихрителя конусообразный направляющий элемент, а вытеснитель выполнен каплеобразной остроконечной формы, расширяющейся по направлению движения потока.

Кроме того, обечайка выполнена конусообразной формы.

Заявляемая совокупность признаков позволяет равномерно распределить газовый поток между тангенциально расположенными лопатками завихрителя и за счет этого устранить застойные зоны и исключить циркуляционные токи в самом завихрителе, уменьшая, тем самым, его гидравлическое сопротивление и повышая эффективность разделения газа и жидкости.

Выполнение обечайки конусообразной формы в сочетании с вытеснителем каплеобразной остроконечной формы позволяет устранить застойную зону и циркуляционные токи после завихрителя на входе в обечайку и по сечению потока по всей длине обечайки и за счет этого минимизировать потери давления по направлению движения.

На фигуре представлен общий вид центробежного сепарационного элемента.

Центробежный сепарационный элемент содержит обечайку 1 с ловушкой 2 отделенной жидкости, завихритель 3 и вытеснитель 4. В центре завихрителя 3 установлен конусообразный направляющий элемент 5. Вытеснитель 4 выполнен каплеобразной остроконечной формы, расширяющейся по направлению движения потока. Обечайка 1 может быть выполнена в виде сопла Лаваля (см. фиг.) или конусообразной формы (на фиг. не показана).

Центробежный сепарационный элемент работает следующим образом. Газожидкостный поток поступает через завихритель 3 в обечайку 1 центробежного элемента, где закручивается с минимальными гидравлическими потерями за счет установленного конусообразного направляющего элемента 5. Под действием центробежной силы, возникающей за счет закрутки потока в завихрителе 3, жидкость поступает в обечайку и в сформированном центробежном поле твердые и жидкие аэрозоли осаждаются на внутреннюю поверхность обечайки 1. Уловленная жидкость отводится из потока через ловушку 2 отделенной жидкости, а очищенный газ отводится через ее центральное отверстие.

1. Центробежный сепарационный элемент, включающий обечайку с ловушкой отделенной жидкости, завихритель и вытеснитель, отличающийся тем, что в центре завихрителя установлен конусообразный направляющий элемент, а вытеснитель выполнен каплеобразной остроконечной формы, расширяющейся по направлению движения потока.

2. Центробежный сепарационный элемент по п.1, отличающийся тем, что обечайка выполнена конусообразной формы.