Вихревой очиститель — SU 1437092 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) П) 1)4 В 04 С 3/00 0 4 ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИИ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1) 4238 134/23-262) 30,04,876) 15.11.88. Бюл, Кф 4 Бычковтасов(54) ВИХРЕВОЙ ОЧИСТИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к очистке жидкости от взвешенных твердых частиц и может быть использовано в химической, нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промьппленности. Цель изобретения - повьппение качества очистки с одновременным снижением гидравлического сопротивления. Вихревой очиститель состоит из подводящего трубопровода (Т) 1 с установленным в нем эавихрителем 2, осевой выводной трубы 3, установленной с кольцевым зазором относительноХ Т 1, разделительной камеры (РК) 4 и накопителя (Н) б для сбора примесей с перфорированной перегородкой 7, эа слонкой 8. Верхняя часть РК 4 соединена через патрубок 5 и осевой канал М эавихрителя с полостью Т 1. Поток загрязненного нефтепродукта попада" ет в Т 1. С помощью завихрителя 2 п ток приобретает возвратно-поступат ное движение, Возникающая при этом центробежная сила прижимает частиЦы загрязнений к внутренней поверхности Т 1, откуда они через кольцевой зазо .между Т 1 и осевой отводной трубой 3 попадают вместе с частью нефтепродук тов в РК 4. Под действием гравитационной силы тяжести частицы загрязнений через отверстия в перфорированной перегородке 7 оседают в Н 6, Более легкие .частицы, увлекаемые цирку ляционным потоком, через патрубок 5 . и осевой канал М завихрителем 2 воз- вращаются в Т 1, За счет этого осуществляется сепарация частиц загрязнений. Очищенный нефтепродукт через осевую выводную трубу 3 поступает потребителю. Загрязнения, осевшие в Н 6, удаляются через заслонку 8, 1437092Изобретение относится к очисткежидкостей от твердых частиц под действием центробежных сил и может применяться в областях народного хозяйства, где используются трубопроводыдля транспортирования жидкостей, вчастности в химической, нефтедобывакзцей, нефтеперерабатывающей,Цель изобретения - повышение качества очистки с одновременным сни,жением гидравлического сопротивления,На Фиг. 1 представлен вихревойочиститель, разрез; на Фиг. 2 - за 1висимость изменения избыточного давления в осевом канале завихрителя,от соотношения с 1,Я г; на Фиг. 3графики влияния площади поперечного; на эффективность процесса очистки;на Фиг. 4 - графики влияния длины(Ь,) разделительной камеры на эф Фективность процесса очистки; на,ложения кольцевого зазора по длинеразделительной камеры; на Фиг. 6 и 7 графики влияния изменения диаметраосевого канала завихрителя на эффек"тивность процесса очистки.Вихревой очиститель состоит изподводящего трубопровода 1 с установленным в нем завихрителем 2, выполненным с осевым каналом М, осевойвыводной трубы 3, разделительной ка, меры 4, представляющей собой цилинд рический барабан длиной Ь р= (5-6) йи площадью поперечного сечения Б ,=(9-12)Б в торцовых стенках кото, рого коаксиэльно закреплены сварнойподводящий трубопровод 1 и выводнаятруба 3Верхняя часть разделительной секции 4 соединена с осевым каналом Мзавихрителя 2 патрубком 5. Накопитель 6 для сбора примесей крепитсяк разделительной камере 4 снизу. Полость накопителя отделена от полостиразделительной камеры перфорированной перегородкой 7, отверстия которой обеспечивают попадание загрязнений из разделительной камеры в накопитель и препятетвуют их обратномудвижению (диаметр отверсгий перфорации й = (0,15-0,20)й, Для выводазагрязнений из устройства в нижнейчасти накопителя установлена заслонка 8.На фиг. 2-7 приняты следующиеобозначения: Й- диаметр подводяще 10 15 20 / 25 30 35 40 45 50 55 го трубопровода; с 1 - диаметр осевого канала завихрителя; Й- диаметротверстий перфорации перегородки 7;Б - площадь поперечного сечения подводящего трубопровода; В - диаметрразделительной камеры; Б- площадьпоперечного сечения разделительнойкамеры; Ь - длина разделительной камеры, Ь, - длина участка подводящеготрубопровода, заключенного в разделительной камере; А- автобензин;л - дизельное топливо.Для выбора оптимальных соотношений геометрических размеров устройства и диаметра осевого канала (Й)были проведены эксперименты на модели,По результатам экспериментов установлено (фиг. 2), что отрицательное давление, обеспечивающее подсос жидкостичерез осевой канал завихрителя наиболее интенсивно проявляется при соС 1 котношении - = 0 2-0 4.Э Ф фтВ ходе проведения работ быпи изготовлены макетные образцы вихревогоочистителя с различными геометрическими параметрами.Исследования проводились на раз(личных рабочих жидкостях: воде, дизельном топливе, топливе для реактивных двигателей (ТС), автобензине -и на частицах загрязнений различныхфракций: 250-500 мкм, 500-800 мкм;800-1000 мкм.:Результаты экспериментов приведены на Фиг. 3-7.Как показали проверенные исследования для эффективной очистки жидкостей от механических загрязнений большое значение имеют геометрическиеразмеры разделительной камеры, аименно площадь и длина.Как видно из графиков, приведенных на фиг. 3 и 4, наименьшая площадь поперечного сечения разделительной камеры (Брк), обеспечивающая максимальную эффективность очистки, равна 9-12 площадям поперечного сеченияподводящего трубопровода 1, а ее длина (Ьр) 5-6 диаметрам подводящеготрубопровода,Дальнейшее увеличение этих. параметров не повьппает эффективностиочистки, а ведет лишь к увеличениюгабаритов и веса устройства. Приуменьшении площади сечения и длиныразделительной камеры (Б рк9 Б,.и56,)эффективность очистки резко50 55 падает вследствие сокращения рабочего пространства разделительной камеры, так как увеличивается интенсивность уноса загрязнений через выводную трубу.На эффективность очистки большое влияние оказывает расположение кольцевого зазора между подводящим трубопроводом 1 и выводной трубой 3 в разделительной камере. Из графика, приведенного на фиг, 5, видно, что максимальная степень очистки достигается при расположении кольцевого зазора в районе середины разделительной камеры Ь, = (0,4-0,6)Ье Существенно повышается эффективность очистки жидкостей при уже до.стигнутой оптимизации параметров раз. делительной камеры, как видно из графиков, приведенных на фиг. 6 и 7, путем обеспечения перетока жидкости из распределительной камеры 4 в подводящий трубопровод 1 через осевой канал М завихрителя 2. При этом наиболее интенсивно эффективность очистки растет в диапазоне изменения диаметра осевого канала Йзавихрителя от 0,2 до 0,4 диаметра подводящего трубопровода,(фиг. 6 и 7)Вихревой очиститель работает следующим образом.Поток загрязненного нефтепродукта попадает в подводящий трубопровод 1, С помощью завихрителя 2 поток приобретает возвратно-поступательное движение. Возникающая при этом центроэффективность очистки, 7; скорость потока, м/с; расстояние от завихрителя до осевой выводной трубы, м; угол между вектором абсолютной скорости потока и осью подводящего трубопровода, град;плотность частицы и нефтепродукта, соответственно, кг/м;диаметр частицы, м; радиус подводящего трубопровода, м. 5 1 О 15 20 бежная сила прижимает частицы загрязнений к внутренней поверхности подводящего трубопровода 1, откуда они через кольцевой зазор между подводящим трубопроводом 1 и осевои отводной трубой 3 попадают вместе с частью нефтепродукта в разделительную камеру 4.Под действием гравитационной силы тяжелые частицы загрязнений через отверстия в перфорированной перегородке 7 оседают в накопителе 6. Более легкие частицы, увлекаемые циркуляционным потоком, через патрубок 5 и осевой канал М завихрителя 2 в.:звращаются в подводящий трубопровод 1. За счет этого осуществляется сепарация частиц загрязнений.Очищенньп 4 нефтепродукт через осевую выводную трубу 3 поступает к потребителю.Загрязнения, осевшие в накопителе 6, удаляются через заслонку 8. Таким образом, наличие перфорированной перегородки 7 между накопи тюлем 6 и разделительной камерой 4,соединение верхней части разделитель"ной камеры 4 патрубком 5 с осевым каналом М завихрителя 2, а также оптипизация геометрических параметров устройства повышают качество очисткицелевого продукта,Для расчета эффективности работыочистителя на основании теоретических и экспериментальных исследований получена следующая аналитическаязависимость: Формула из обретения Вихревой очиститель, содержащий подводящий трубопровод с размещенным в нем завихрителем, выполненным с осевым каналом, осевую выводную трубу, установленную с кольцевым зазором относительно подводящего трубопровода, рециркуляционный канал, разделительную камеру и накопитель для сбора примесей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества очистки с одновременным снижением гидравлического соиротивлегде Б- площадь поперечного сечения разделительной камеры; - площадь поперечного сечения подводящего трубопровода;- длина разделительной каме- ры гк (9 12) т ю 5 1437092 6 ния, он снабжен перфорированной пере- (5-6) 4, городкой, установленной между накопителем и разделительной камерой, пр дл а (Д учас канд дя рециркуляционный канал выполнен в вне пат бка е ез ый е 5 разделительной камере, составляет часть разделительной камеры соедине(0 э 4-Ов 6)рк ф на с осевым каналом завихрителя, диаметр И) осевого канала завихрителясоставляет 0,2-0,4 диаметра (о ) под пводящего трубопровода, а геометричесткие размеры разделительной камерывыбирают из следующих соотношений;1437092 Ю 7-ЯРмачЮОЪ"УР Ф 7 ранов оставитель Д ехред Ч.Дидь орректор В. Гири едактор Л. Веселовска одпис каз 5821/1 Тираж 5 ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5