Вихревая камера
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социапистичесиих
Республик
ОП ИСАКИИ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ !!929230 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 17.11.80 (21) 3235522/23-26 (53)M. Кл.
В 04 С 57103 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Гоеударствапай квинтет
СССР ло делам изобретений н открытий
Опубликовамо 23, 05. 82. Бюллетень,вй 19
Дата опубликования описания 23.05.82 (53} УДК 621 ° 928. . 37(088. 8) »
tj
В. Пе Кащеев, В.А. Левадный и В. т1. Со 649 м е ааа
Белорусский ордена Трудового Храсно Ма)йен политехнический институт (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (547 ВИХРЕВАЯ КАМЕРА
Изобретение относится к вихревым устройствам для центробежного разделения материалов с различной плотностью и может быть применено, например, для отделения воды и газообразных примесей от нефти, очистки масел, разделения смесей газов.
Известна вихревая камера, включающая подвижную зону разделения с перфорированным направляющим аппаратом, торцевыми стенками и приводным валом, неподвижный герметиэированный кожух охватывающий камеру, патрубки ввода и вывода рабочего тела (1 !.
Выполнение перфорированного направляющего аппарата с большим проходным сечением и раздающего реси" вера цилиндрической формы не позволя.ют обеспечить равномерный ввод смеси по всей боковой поверхности направляющего аппарата. Неравномерный ввод смеси приводит к возникновению вихрей в зоне разделения, что значительно снижает качество разделения. Кроме того, при отсечке подачи смеси часть ее с большим удельным весом под действием центробежных сил вытекает обратно в ресивер через открытые перфорированные отверстия, а более легкие фракции из ресивера поступают в зону разделения. При этом качество разделения ухудшается еще более.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является вихревая камера, содержащая установленный внутри неподвижного герметизированнот5 а го кожуха перфорированный направляющий аппарат с торцевыми стенками и приводным валом, патрубки ввода смеси и вывода разделенных фракций.
В известной вихревой камере умень шено общее проходное сечение перфорированного направляющего аппарата на порядок и, кроме того, уменьшены
929230
3 размеры отверстий перфорации. Это обеспечило равномерную раздачу î4 водимой смеси по всей боковой поверхности направляющего аппарата, практически устранило вихреобразование в зоне разделения, снизило. утечку тяжелой фракции в ресивер и замену ее более легкой фракцией.
При этом значительно . улучшилось качество разделения (2). 10
Недостатками известной вихревой камеры являются:
-высокие гидравлические потери из-за малого. проходного сечения направляющего аппарата; 15
-недостаточное качество разделения, связанное с перетечкой разделяемой смеси в открытые отверстия перфорации при отсечке подачи смеси в камеру. 20
Цель изобретения - повышение качества за счет предотвращения перетечки разделяемой смеси в отверстия перфорации при отсечке подачи смеси в камеру и снижение энергоемкос- 25 ти.
Поставленная цель достигается тем что вихревая камера., содержащая установленный внутри неподвижного герметизированного кожуха перфорирован- 30 ный направляющий аппарат с торцевыми стенками и приводным валом, патрубки ввода смеси и вывода разделенных фракций, снабжена подвижными пластинами, электромагнитами, токопроводящими кольцами, электропроводами и дугообразными пластинами, при этом подвижные пластины установлены в отверстиях направляющего аппарата, токопроводящие кольца размещены на 40 приводном валу, выполненном с отверстиями, в которых расположены электропроводы, а нижняя торцевая стенка выполнена со сквозными кольцевыми пазами, над которыми установлены 45 . дугообразные пластины и электромаг/ ниты, соединенные с токопроводящиви кольцами посредством электропроводов.
Целесообразно герметизированный кожух выполнять в форме улитки, а нижнюю торцевую стенку снабжать кольцевыми приемными секциями с патрубками отвода разделенных фракций, при этом отверстия направляющего аппарата выполнять наклонными и щелевыми.
На фиг. 1 представлена вихревая камера, общий. вид; на фиг. 2 - разрез А-А иа фиг.1.
Вихревая камера включает подвижную зону 1 разделения, перфорированный направляюыий аппарат 2, нижнюю торцевую стенку 3, верхнюю торцевую стенку 4, патрубок 5 ввода, патрубок 6 вывода газообразных фракций, герметизированный неподвижный кожух
7, приводной вал 8 с опорами, подвижные пластины 9, кольцевые пазы
1О, дуговые пластины 11, электромагниты 12, токопроводящие .кольца 13, отверстия для тоководов 14, приемные кольцевые секции 15, патрубки 16.
Подвижная зона 1 разделения o6-разуется направляющим аппаратом 2, верхней 4 и нижней 3 торцевыми стенками. К нижней торцевой стенке 3 крепится приводной вал 8 с опорами.
На верхней торцевой стенке крепит.ся патрубок 6 вывода газообразных фракций. Подвижная зона 1 разделения размещена внутри герметизированного кожуха 7, к которому крепится патрубок 5 ввода смеси, приемные коль-, цевые секции 1> с патрубками 16. В наклонных щелях перфорации направляющего аппарата 2 устанавливаются подвижные пластины 9, которые могут полностью перекрывать проходное сечение щелей или открывать его.
Нижняя торцевая стенка 3 выполнена со сквозными кольцевыми пазами
1О, над которыми размещены дуговые пластины 11. К торцевой стенке 3 крепятся электромагниты 12 связанные с дуговыми пластинами 11 ° На приводном валу 8 закреплены токопроводящие кольца 13, к которым подходят отверстия для тоководов 14, Обмотка электромагнитов 12 через токоподводящие, провода соединяется с. кольцами 13, на которые подается управляющее эЛектрическое напряжение.
Вихревая камера для центробежного разделения смеси материалов работает следующим образом.
Смесь, подлежащая разделению, например водонефтяная смесь из скважины, подается по патрубку 5 ввода в . герметизированный кожух 7, распределяется по окружности и равномерно поступает в щелевую перфорацию направляющего аппарата 2, отжимая пластины 9. После заполнения зоны 1 разФ деления смесью> подача последней патрубку прекращается. Под действием центробежных сил пластины 9 разворачиваются и полностью перекры929230
5 вают щели направляющего аппарата Z.
Поскольку эона разделения вращается от приводного вала 8, в течение нескольких секунд полностью заканчивается разделение смеси по плотностям по радиусу зоны.
Газообразные фракции удаляются по патрубку 6 вывода. На электромагниты 12 подается управляющее напряжение. Последовательно открываются кольцевые пазы 10 от центра к периферии, и фракции смеси через них поступают в кольцевые секции 15 и удаляются по патрубкам 16.
После удаления всех фракций из зоны 1 разделения подача . напряжения на электромагниты прекращается.
Пластины 11 перекрывают кольцевые пазы 10 и в камеру подается очередная порция смеси для разделения.
Выполнение раздающего герметизированного кожуха 7 в виде улитки обеспечивает равномерное распределение смеси по всей окружности зоны разделения и постоянное давление смеси. Это позволяет выбрать проходное сечение направляющего аппарата в пределах 12-15, вместо 0,6/, что имеет место в известном устройстве.
Столь высокое проходное сечение оказалось возможным еще и потому, что в щелевых пазах направляющего аппарата установили пластины с возможностью их поворота. В этом случае при отключении подачи смеси через патрубок 5 часть ее вошедшая в зону разделения подвижной камеры, остается та . полностью, а не вытекает обратно в кожух 7 хотя бы час" тично, как в известном устройстве увеличение проходного сечения направляющего аппарата позволяет снизить энергозатраты на разделение смесей либо эа счет снижения времени заполнения зоны разделения при одинаковом давлении насосов, либо эа счет установки насосов меньшей мощности при одинаковом времени 3аполнения зоны разделения.
Как показала экспериментальная проверка, энергоэатраты снижаются в зависимости от вязкости смеси в 3ч раза. 0
4
Установка электромвханической системы вывода разделенных фракций обеспечивает повышение качества рез" деления, по сравнению..с выводом че-. рез одно отверстие, вдвое ° с
Формула изобретения
1. Вихревая камера, содержащая установленный внутри неподвижного герметизированного кожуха перфорированный направляющий аппарат- с торцевыми стенками и приводным валом, патрубки ввода смеси и вывода разделенных фракций, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью-повышения качества разделения путем предотвращения перетечки разделяемой смеси в отверстия перфорации при отсечке подачи смеси в камеру и снижения энергоемкости, она снабжена подвижными пластинами, электромагнитами, токопроводящими кольцами, электропроводами и дугообразными пластинами, при этом подвижные пластины установлены в отверстиях направляющего аппарата, токопроводящие кольца размещены на приводном валу, выполненном с отверстиями, в которых расположены электропроводы, а нижняя торцевая стенка выполнена со сквозными кольцевыми пазами, над которыми установлены дугообразные пластины и электромагниты, соединенные с токрпроводящими кольцами посредством электропроводов.
2. Камера по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что герметизированный- кожух выполнен в форме улитки, а нижняя торцевая стенка снабжена кольцевыми приемными секцияии с патрубками отвода разделенных фракций,"Фри этом отверстия направляюще1 го аппарата выполнены наклонныии и щелевыми, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. "Атомная техника за рубежрм", 1961, 2. Journa) .of Spacecraft and
Rocets" Vol 9 1972 4" 5, р 379
929230
Составитель Э. Ншкова
Техред Т. Маточка Корректор О. Билак
Редактор В.Данко филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 3361/11 Тираж 614 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,; д. 4/5