006172 Область техники, к которой относится изобретение

006172
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к циклонному газоочистителю или скрубберу. Более конкретно,
изобретение относится к циклону, используемому для отделения жидкости от газа, предпочтительно в
виде мелких капель.
Предшествующий уровень техники
При отделении мелких капель жидкости от газа или газовой смеси, например водяных капель от
воздуха или конденсата от нефтяного газа, эффективность процесса отделения определяется размером
самых мелких капель, подлежащих отделению. Желательно также, чтобы отделение выполнялось с наименьшими потерями давления в газовом потоке, поскольку именно потеря давления в процессе наиболее
часто определяет стоимость энергии.
Очистка газа может эффективно выполняться пропусканием подлежащего очистке газа через циклон. Было установлено, что для данной цели хорошо подходят так называемые осевые циклоны, в которых газ, проходящий через трубу, по существу, в ее радиальном направлении, закручивается вокруг центральной оси трубы.
Известные из уровня техники осевые циклоны обычно выполнены в виде цилиндрической трубы, в
которой завихрительный элемент расположен концентрично и содержит цилиндрическое тело, предпочтительно каплеобразной формы, и несколько осевых лопаток, распределенных вокруг оси трубы и расположенных между телом и внутренней поверхностью трубы.
Когда газ течет между лопатками, скорость потока возрастает благодаря уменьшению телом площади проходного сечения трубы, а благодаря лопаткам газ приобретает вращательное движение вокруг
оси трубы. Мелкие капли жидкости, более тяжелые, чем газ, отбрасываются центробежной силой наружу
к корпусу трубы в области за завихрительным элементом. Труба циклона в области за завихрительным
элементом по направлению потока может быть снабжена продольными щелями, через которые вытекают
мелкие капли жидкости.
Центральное тело завихрительного элемента замедляет скорость части потока газа, проходящего
близ тела. При этом некоторые мелкие капли могут осаждаться на теле из-за низкой скорости вращательного движения и не будут отделены в области за завихрителькым элементом. Это явление часто называют «накапливанием жидкости».
Практика показала, что в известных устройствах при наличии центрального тела в завихрительном
элементе не достигается необходимая степень отделения, требуемая для некоторых областей использования.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении недостатков известных устройств уровня техники.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет признаков, приведенных в последующем описании и формуле изобретения.
Согласно изобретению протекающий газ приобретает необходимое ускорение за счет конического
уменьшения диаметра трубы циклона на участке завихрительного элемента от диаметра на входе завихрительного элемента до меньшего диаметра на выходе завихрительного элемента.
Завихрительный элемент в соответствии с изобретением не содержит центрального тела, при этом
осевые лопатки, распределенные вокруг центра трубы циклона, соединены между собой на входе завихрительного элемента. Таким образом, сам завихрительный элемент как таковой уменьшает площадь проходного сечения циклона только в незначительной степени, и его влияние на снижение скорости потока
газа незначительно. На практике уменьшение площади не превышает 20% площади сечения потока.
Часть мелких капель, содержащихся в газовом потоке, наталкивается на коническую часть циклона
при протекании через завихрительный элемент и отделяется от потока уже на этом участке. Даже если
эти капли останутся на конической части, после протекания через завихрительный элемент они выйдут
через щели в задней области циклона. Подобным же образом мелкие капли, осажденные на осевых лопатках, будут втянуты в закрученный газовый поток и выброшены через щели.
Уменьшение диаметра трубы за завихрительным элементом, что является отличительным признаком по сравнению с решениями уровня техники, создает эффект, заключающийся в том, что на газ при
равной скорости вращательного движения действует более высокая центробежная сила в области внутренней цилиндрической поверхности циклона.
Эксперименты показали, что осевой циклон по изобретению при равных условиях значительно более эффективен по сравнению с известными осевыми циклонами.
Перечень фигур чертежей
Далее со ссылками на прилагаемый чертеж будет подробно описан пример осуществления изобретения, не вносящий каких-либо ограничений. Фигура на чертеже изображает осевой циклон с вырезанным участком корпуса для показа завихрительного элемента циклона, при этом стрелками показано направление потока через циклон.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Представленный на чертеже осевой циклон 1 содержит по направлению потока газа впускную трубу 2, коническую переходную часть 4 и выпускную трубу 6, снабженную щелями 8.
-1-
006172
Завихрительный элемент 10, который содержит осевые лопатки 14, распределенные вокруг центральной оси 12 осевого циклона, установлен в конической переходной части 4. Лопатки 14 отходят от,
по существу, общего соединительного стыка 16, по существу, в радиальном направлении к корпусу конической переходной части 4. При этом соединительный стык 16 с входной стороны завихрительного
элемента 10 расположен на центральной оси 12.
Когда газ и мелкие капли жидкости втекают во впускную трубу 2 и далее в завихрительный элемент
10, как показано стрелками на фиг. 1, втекающая жидкость закручивается посредством осевых лопаток
14. Одновременно скорость потока возрастает за счет уменьшения площади поперечного сечения в конической переходной части 4. Основное отделение мелких капель жидкости от газа происходит в выпускной трубе 6 осевого циклона, где за счет вращательного движения газа вокруг центральной оси 12 капли
жидкости, более тяжелые по сравнению с газом, выбрасываются через щели 8.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Осевой циклон (1), используемый для отделения жидкости от газа, в котором поток газа, протекающий через осевой циклон (1), по существу, в осевом направлении указанного циклона, закручивается
вокруг центральной оси (12) осевого циклона (1), содержащий по направлению потока впускную трубу
(2), переходную часть (4) с завихрительным элементом (10) и выпускную трубу (6), причем площадь поперечного сечения выпускной трубы (6) меньше площади поперечного сечения впускной трубы (2), отличающийся отсутствием зазора между завихрительным элементом (10) и переходной частью (4).
2. Циклон по п.1, отличающийся тем, что осевые лопатки (14) завихрительного элемента (10) отходят от, по существу, общего соединительного стыка (16), по существу, радиально наружу в направлении
внутренней поверхности осевого циклона (1).
3. Циклон по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения завихрительного элемента (10) в направлении потока составляет меньше 20% от площади проходного сечения впускной трубы (2).
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-2-