Патент на изобретение №2211095

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2211095 (13) C2
(51) МПК 7
B04C5/103
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 28.03.2011 – может прекратить свое действие

(21), (22) Заявка: 2001130196/12, 08.11.2001

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

08.11.2001

(45) Опубликовано: 27.08.2003

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 975100 A, 23.11.1982. SU 1301509 A1, 07.04.1987. SU 481317 A, 10.10.1975. SU 483819 A, 17.12.1975. SU 889111 A, 15.12.1981. SU 1692659 A1, 23.11.1991. RU 94041527 A1, 20.09.1996. DE 2809575 A1, 14.09.1978. EP 0371828 A1, 06.06.1990.

Адрес для переписки:

420061, г.Казань, ул. Н. Ершова, 61, ОАО “ТатНИИнефтемаш”

(71) Заявитель(и):

Открытое акционерное общество “Татнефть” им. В.Д.Шашина,
Открытое акционерное общество “Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения”

(72) Автор(ы):

Панченко В.И.,
Ахметзянов Ш.Х.,
Закиев Ф.А.,
Галимов Р.Х.,
Садыков А.Ф.

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество “Татнефть” им. В.Д.Шашина

(54) ГИДРОЦИКЛОН

(57) Реферат:

Изобретение предназначено для разделения дисперсных систем в химической, нефтеперерабатывающей и нефтяной промышленности. Сущность изобретения: в выходном конце цилиндроконического корпуса с тангенциальным входным патрубком, с патрубком вывода легкой фазы и песковым насадком установлена неподвижная раскручивающаяся крыльчатка. Наклон входных кромок лопастей крыльчатки совпадает с наклоном траектории движения тяжелой фазы. Выходные кромки лопастей направлены по осевым плоскостям. При работе гидроциклона возникает отрицательный градиент давления в направлении к патрубку вывода легкой фазы, что усиливает движение легкой фазы к патрубку, препятствует ее попаданию в лесковый насадок и повышает ее эффективность работы. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам центробежного типа для разделения дисперсных систем (эмульсий, суспензий, пылегазовых систем) и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей и нефтяной промышленности, например, для очистки нефтесодержащих вод.

Известен противоточный гидроциклон, содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком и патрубком вывода легкой фазы. Соосно корпусу на выходе тяжелой фазы установлен песковый насадок (см. А.М. Мустафаев, Б.М. Гутман. Гидроциклоны в нефтедобывающей промышленности. – М.: Недра, 1981 г., с. 260).

Однако известный гидроциклон малоэффективен из-за проникновения воздуха и легкой фазы в песковый насадок вследствие низкого давления в осевой части корпуса и образования там воздушного столба, т.е. из-за неблагополучной гидродинамической ситуации в гидроциклоне.

Указанный недостаток частично устранен в гидроциклоне, известном из авторского свидетельства СССР 1261717, кл. В 04 С 5/08, приоритет 10.11.84.

В указанном авторском свидетельстве описан гидроциклон, который включает цилиндрический корпус, на одном конце которого установлен тангенциальный входной патрубок и осевой патрубок вывода легкой фазы, а на другом – песковый насадок.

Внутри корпуса по всей длине коаксиально установлен элемент в виде тела вращения с винтовым каналом на поверхности и с возможностью вращения вокруг оси. Диаметр элемента в наибольшем сечении составляет 0,4-1,5 от внутреннего диаметра патрубка вывода легкой фазы.

Недостатками известного гидроциклона являются низкая эффективность и низкая надежность работы из-за значительного гидравлического сопротивления вследствие малого преобразования кинетической энергии тяжелой фазы в энергию давления и из-за сложности конструкции (наличие подвижного элемента).

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности работы гидроциклона путем уменьшения гидравлических потерь и повышения его надежности.

Для достижения названного технического результата предлагается гидроциклон, который как наиболее близкий к нему известный содержит цилиндроконический корпус, на одном конце которого установлены тангенциальный входной патрубок и осевой патрубок вывода легкой фазы, на другом – песковый насадок, а внутри корпуса установлен осевой элемент для выравнивания давления.

В отличие от известного, в предлагаемом гидроциклоне неподвижный раскручивающий осевой элемент установлен в выходном конце корпуса и выполнен в виде крыльчатки, наружный диаметр которой меньше или равен внутреннему диаметру корпуса, наклон входных кромок лопастей крыльчатки совпадает с наклоном траектории движения тяжелой фазы, а выходные кромки лопастей направлены по осевым плоскостям корпуса.

В предлагаемом гидроциклоне разделение фаз происходит более эффективно за счет выравнивания давления по радиусу в приосевой зоне на входе в крыльчатку. Это создает отрицательный градиент давления в направлении к патрубку вывода легкой фазы (в том числе выделившихся газов и воздуха).

Неподвижность крыльчатки повышает надежность гидроциклона путем упрощения конструкции.

На фиг. 1 представлен общий вид гидроциклона; на фиг.2 – разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 – сечение Б-Б фиг.2.

Гидроциклон содержит цилиндроконический корпус 1 с тангенциальным входным патрубком 2, осевым патрубком 3 вывода легкой фазы и песковым насадком 4 для слива тяжелой фазы.

В выходном конце корпуса 1 установлена неподвижная раскручивающая крыльчатка 5.

Наружный диаметр крыльчатки меньше или равен внутреннему диаметру корпуса 1.

Наклон входных кромок лопастей крыльчатки совпадает с наклоном траектории движения тяжелой фазы.

Выходные кромки лопастей крыльчатки направлены по осевым плоскостям корпуса 1.

Работает гидроциклон следующим образом.

Дисперсная система через тангенциальный входной патрубок 2 поступает в корпус гидроциклона 1 и, двигаясь по винтообразной траектории, под действием центробежных сил подвергается процессу разделения: тяжелая фаза выводится наружу через песковый насадок 4, а легкая фаза, образуя восходящий вращающийся поток, – через патрубок 3 вывода легкой фазы.

Наличие в конце корпуса крыльчатки 5 вызывает выравнивание давления по радиусу в ней и перед ней. Это приводит к созданию отрицательного градиента давления в направлении к патрубку 3 вывода легкой фазы, что усиливает движение легкой фазы и выделившихся из жидкости газов и воздуха к патрубку 3 и препятствует попаданию легкой фазы, газов и воздуха в песковый насадок 4. Форма направляющих поверхностей лопастей крыльчатки 5 способствует преобразованию кинетической энергии вращательного движения в энергию давления, а следовательно, способствует уменьшению гидравлического сопротивления по линии тяжелой фазы. То, что крыльчатка 5 неподвижна, ведет к простоте конструкции и высокой надежности.

Формула изобретения

Гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус, на одном конце которого установлен тангенциальный входной патрубок и осевой патрубок вывода легкой фазы, на другом – песковый насадок, а внутри корпуса установлен осевой элемент для выравнивания давления, отличающийся тем, что неподвижный раскручивающий осевой элемент установлен в выходном конце корпуса и выполнен в виде крыльчатки, наружный диаметр которой меньше или равен внутреннему диаметру корпуса, наклон входных кромок лопастей крыльчатки совпадает с наклоном траектории движения тяжелой фазы, а выходные кромки лопастей направлены по осевым плоскостям корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Categories: BD_2211000-2211999