Устройство для сепарации компонентов потока текучей среды - RU2019125354A
Код документа: RU2019125354A
Формула
1. Центробежное сепараторное устройство для сепарации компонентов потока текучей среды, содержащее:
опорную конструкцию и центробежный сепараторный блок, установленный с возможностью вращения на опорной конструкции таким образом, что он имеет возможность вращения вокруг оси вращения, проходящей через центробежный сепараторный блок;
приводной элемент для приведения во вращение центробежного сепараторного блока;
причем центробежный сепараторный блок содержит центробежную сепараторную камеру, имеющую впускное отверстие, которое соединено или выполнено с возможностью соединения с источником текучей среды, требующей сепарации, первое выпускное отверстие для сбора более плотного компонента потока текучей среды и второе выпускное отверстие для сбора менее плотного компонента потока текучей среды;
первое выпускное отверстие соединено или выполнено с возможностью соединения с первым коллектором для сбора указанного более плотного компонента, а второе выпускное отверстие соединено или выполнено с возможностью соединения со вторым коллектором для сбора указанного менее плотного компонента;
центробежная сепараторная камера содержит криволинейную или наклонную направляющую поверхность для направления потока текучей среды от впускного отверстия в радиальном направлении наружу;
причем центробежный сепараторный блок снабжен стеночным элементом, который выполнен с возможностью осевого перемещения для обеспечения выбранной степени перекрытия первого выпускного отверстия и, таким образом, регулирования расхода более плотного компонента через первое выпускное отверстие.
2. Устройство по п. 1, в котором направляющая поверхность является конической или усеченно-конической.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором направляющая поверхность расположена с внешней в радиальном направлении стороны относительно впускного отверстия.
4. Устройство по п. 1 или 2, в котором направляющая поверхность расположена дальше по потоку относительно впускного отверстия.
5. Устройство по п. 1 или 2, в котором центробежный сепараторный блок содержит внутреннюю и внешнюю направляющие поверхности, образующие кольцевой канал, который служит в качестве центробежной сепараторной камеры.
6. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором стеночный элемент служит для увеличения или уменьшения размера первого выпускного отверстия.
7. Устройство по п. 4, в котором стеночный элемент содержит разделительную лопатку, которая разделяет поток текучей среды на внутренний и внешний потоки, причем внешний поток содержит более плотные компоненты текучей среды, а внутренний поток содержит менее плотные компоненты текучей среды.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, также содержащее центральный вал, который проходит через центробежный сепараторный блок и установлен с возможностью вращения на опорной конструкции.
9. Устройство по п. 8, в котором центральный вал является трубчатым или частично трубчатым.
10. Устройство по п. 9, в котором впускное отверстие центробежной сепараторной камеры выполнено с возможностью принятия формы в виде первого набора боковых отверстий в первом конце центрального вала.
11. Устройство по п. 10, в котором боковые отверстия являются удлиненными и наклонными.
12. Устройство по любому из пп. 8-11, в котором опорная конструкция содержит опорные блоки, в которых с возможностью вращения установлен центральный вал и которые содержат лабиринтные уплотнения.
13. Устройство по любому из пп. 1-12, также содержащее устройство для определения степени сепарации компонентов потока текучей среды.
14. Устройство по п. 13, в котором устройство для определения степени сепарации содержит один или более источников света и один или более фотодетекторов.
15. Устройство по любому из пп. 1-14, в котором приводной элемент содержит гидравлическую турбину или воздушную турбину высокого давления.
16. Центробежное сепараторное устройство для сепарации компонентов потока текучей среды, содержащее:
опорную конструкцию и центробежный сепараторный блок, установленный с возможностью вращения на опорной конструкции таким образом, что он имеет возможность вращения вокруг оси вращения, проходящей через центробежный сепараторный блок;
приводной элемент для приведения во вращение центробежного сепараторного блока;
причем центробежный сепараторный блок содержит центробежную сепараторную камеру, имеющую впускное отверстие, которое соединено или выполнено с возможностью соединения с источником текучей среды, требующей сепарации, первое выпускное отверстие для сбора более плотного компонента потока текучей среды и второе выпускное отверстие для сбора менее плотного компонента потока текучей среды;
первое выпускное отверстие соединено или выполнено с возможностью соединения с первым коллектором для сбора указанного более плотного компонента, а второе выпускное отверстие соединено или выполнено с возможностью соединения со вторым коллектором для сбора указанного менее плотного компонента;
центробежная сепараторная камера при необходимости содержит криволинейную или наклонную направляющую поверхность для направления потока текучей среды от впускного отверстия в радиальном направлении наружу;
и центробежный сепараторный блок при необходимости снабжен стеночным элементом, который выполнен с возможностью осевого перемещения для обеспечения выбранной степени перекрытия первого выпускного отверстия и, таким образом, регулирования расхода более плотного компонента через первое выпускное отверстие;
причем первое и/или второе выпускные отверстия сообщаются по текучей среде с одним или более устройствами для определения степени сепарации компонентов текучей среды.
17. Устройство по п. 16, в котором устройство для определения степени сепарации содержит один или более источников света и один или более фотодетекторов.
18. Вихревое сепараторное устройство для сепарации компонентов потока текучей среды, содержащее:
сепараторный блок, в котором происходит сепарация текучей среды;
впускное отверстие текучей среды для ввода текучей среды, подлежащей сепарации, от напорного источника текучей среды в сепараторный блок;
один или более каналов для снижения турбулентности в потоке текучей среды и
вихреобразующее устройство для создания вихря в потоке текучей среды.
19. Устройство по п. 18, содержащее один или более вихреобразующих элементов, например сопел спиральной/винтовой формы, наклонных сопел, наклонных лопаток или наклонных каналов.
20. Устройство по п. 19, в котором вихреобразующие элементы представляют собой тарелки с наклонными каналами, обычно расположенными через равные промежутки вокруг центральной оси, вокруг которой должна вращаться текучая среда.
21. Устройство по п. 19, в котором наклонные каналы наклонены (например, на угол от 40° до 50°) относительно центральной оси, так что в текучей среде создается вихрь при ее прохождении через указанные каналы.
22. Устройство по любому из пп. 18-21, также содержащее крыльчатку для повышения скорости вращения текучей среды в сепараторном блоке.
23. Устройство по любому из пп. 18-22, также содержащее впускную камеру потока, заключающую в себе множество стенок, которые образуют множество каналов для канализации потока текучей среды.
24. Устройство по любому из пп. 18-23, содержащее первое и второе выпускные отверстия, которые соосно выровнены, причем первое выпускное отверстие выполнено в виде кольцевого выпускного отверстия, окружающего второе выпускное отверстие.
25. Вихревое сепараторное устройство для сепарации компонентов потока текучей среды (например, для сепарации смеси нефти и воды), содержащее:
сепараторный блок, в котором происходит сепарация текучей среды;
впускное отверстие текучей среды для ввода текучей среды, подлежащей сепарации, от напорного источника текучей среды в сепараторный блок;
один или более каналов для снижения турбулентности в потоке текучей среды;
тарелку с наклонными каналами, расположенными через равные промежутки вокруг центральной оси, вокруг которой должна вращаться текучая среда, для создания вихря в потоке текучей среды; и
крыльчатку для повышения скорости вращения вихревого потока текучей среды.
26. Вихревое сепараторное устройство для сепарации компонентов потока текучей среды (например, для сепарации смеси песка и воды), содержащее:
сепараторный блок, в котором происходит сепарация текучей среды;
впускное отверстие текучей среды для ввода текущей среды, подлежащей сепарации, от напорного источника текучей сред в сепараторный блок;
один или более каналов для снижения турбулентности в потоке текучей среды и
тарелку с наклонными каналами, расположенными через равные промежутки вокруг центральной оси, вокруг которой должна вращаться текучая среда, для создания вихря в потоке текучей среды.
27. Вихревое сепараторное устройство для сепарации компонентов потока текучей среды (например, для сепарации смеси песка и воды), содержащее:
сепараторный блок, в котором происходит сепарация текучей среды;
впускное отверстие текучей среды для ввода текучей среды, подлежащей сепарации, от напорного источника текучей среды в сепараторный блок; и
одну или более направляющих стенок, образующих каналы для снижения турбулентности в потоке текучей среды;
причем расположенные дальше по потоку концы направляющих стенок расположены с наклоном таким образом, чтобы создавать вихрь в потоке текучей среды.
28. Сепараторное устройство, содержащее расположенное раньше по потоку первое сепараторное устройство; расположенное дальше по потоку вихревое сепараторное устройство по любому из пп. 18-27 и проход для соединения выпускного отверстия первого сепараторного устройства с впускным отверстием вихревого сепараторного устройства.
29. Сепараторное устройство, содержащее расположенное раньше по потоку центробежное сепараторное устройство, определенное в пп. 1-17; расположенное дальше по потоку вихревое сепараторное устройство, определенное в пп. 18-27; и проход для соединения выпускного отверстия центробежного сепараторного устройства с впускным отверстием вихревого сепараторного устройства.
30. Способ сепарации компонентов потока текучей среды, включающий пропускание потока текучей среды через центробежные сепараторные устройства по пп. 1-17, вихревые сепараторные устройства по пп. 18-27, сепараторное устройство по п. 28 и/или сепараторное устройство по п. 29.
31. Способ по п. 30, используемый для сепарации нефти и воды.
