RS65872B1

RS65872B1 - Separator gas-tečnost

Info

Publication number: RS65872B1
Application number: RS20240942A
Authority: RS
Inventors: Yasushi Tomiyama; Ryuuji Hayashi; Ichiro Sekine; Takashige Inaba; Tsuyoshi Itagaki
Original assignee: Maekawa Seisakusho Kk
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2024-09-30
Also published as: US20240335843A1; JPWO2021171755A1; HUE068009T2; EP4112153A4; WO2021171755A1; TWI758099B; TW202131984A; JP7274596B2; EP4112153A1; EP4112153B1; EP4112153C0

Description

Opis

TEHNIČKA OBLAST

[0001] Ovaj pronalazak odnosi se na separator gas-tečnost koji razdvaja gas i tečnost iz mešavine gasa i tečnosti.

STANJE TEHNIKE

[0002] U gasnom kompresoru koji sabija gas, kao što je vazduh, rashladni gas ili procesni gas, u svrhu hlađenja, podmazivanja ili slično, ulje (tečnost) za podmazivanje, kao što je ulje za rashladne uređaje, koristi se gas, kao što je vazduh ili gas usisan u kompresor. Prema tome, ulje za podmazivanje prisutno je u mešanom stanju u gasu izbačenom iz kompresora.

[0003] Zbog toga je neophodno da se gas izbačen iz kompresora privremeno uvede u separator gastečnost kako bi se odvojilo ulje za rashladne uređaje u separatoru gas-tečnost.

[0004] Kao takav separator gas-tečnost, na primer, dole opisana Patentna Literatura 1 opisuje separator gas-tečnost koji centrifugira gas i tečnost uduvavanjem mešavine gasa i tečnosti u deo tela koji ima cilindričan oblik.

[0005] U separatoru gas-tečnost opisanom u Patentnoj Literaturi 1, vodeća ploča koja ima zakrivljen oblik pričvršćena je za telo (deo tela) separatora gas-tečnost, pri čemu predstavlja sud pod pritiskom cilindričnog oblika, sa unapred određenim rastojanjem između unutrašnjeg zida dela tela i vodeće ploče kako bi se formirala putanja za vođenje između unutrašnjeg zida dela tela i vodeće ploče, uzrokujući na taj način da se mešavina gasa i tečnosti vrtloži u prijemnom rezervoaru velike udaljenosti.

Spisak referenci

Patentna Literatura

[0006] Patentna Literatura 1: JP 2004-52710 A

Separator ulja koji ima karakteristike uvodnog dela patentnog zahteva 1 poznat je iz EP 2169332 A2. JP H05296610 A i JP H05277444 A predstavljaju relevantno stanje tehnike.

SUŠTINA PRONALASKA

Tehnički problem

[0007] Međutim, u separatoru gas-tečnost opisanom u gorepomenutoj Patentnoj Literaturi 1, vodeća ploča formirana je da ima oblik gde rastojanje između vodeće ploče i unutrašnjeg zida dela tela postepeno raste unutar opsega unapred određene dužine od jedne krajnje ka drugoj krajnjoj strani vodeće ploče i, stoga, protok mešavine gasa i tečnosti koja teče u deo tela opada na putanji za vođenje. Kada se smanjuje protok mešavine gasa i tečnosti, može doći do slučaja da se mešavina gasa i tečnosti nedovoljno vrtloži u delu tela, tako da postoji mogućnost da se gas i tečnost ne mogu pogodno razdvojiti. Osim toga, uvodni kanal pričvršćen je za deo tela tako da je paralelan s tangentom u odnosu na spoljašnji zid dela tela i da je smešten u položaju uz tangentu. Prema tome, teško je pričvrstiti uvodni kanal u proizvodnji, a broj radnih faza se povećava.

[0008] Ovaj pronalazak izveden je da reši gorepomenute probleme, i predmet je ovog pronalaska da obezbedi mali ili kompaktni separator gas-tečnost koji može pogodno da razdvoji gas i tečnost povećanjem protoka mešavine gasa i tečnosti koja teče u deo tela. Cilj je postignut predmetom patentnog zahteva 1. Poželjni razvoji su predmet zavisnih patentnih zahteva.

Rešenje problema

[0009] Separator gas-tečnost prema ovom pronalasku koji postiže gorepomenuti cilj je separator gastečnost koji razdvaja gas i tečnost iz mešavine gasa i tečnosti. Separator gas-tečnost uključuje: deo tela koji ima cilindričan oblik; uvodni kanal izveden da bude u vezi sa delom tela, pri čemu se mešavina gasa i tečnosti uvodi kroz uvodni kanal; rektifikacionu ploču pričvršćenu za deo tela tako da se prostire u pravcu dužine tetive kružnog luka formiranog na cevi dela tela, pri čemu je rektifikaciona ploča konfigurisana za rektifikaciju mešavine gasa i tečnosti; i kanal izlaznog toka obezbeđen za gas iz kojeg je odvojena tečnost. Rektifikaciona ploča ima uzak deo konfigurisan tako da se rastojanje između rektifikacione ploče i unutrašnjeg zida dela tela postepeno smanjuje ka krajnjem delu iz kojeg ističe mešavina gasa i tečnosti. Vrtložni deo u delu tela formiran je od dela tela koji se prostire u pravcu goredole i pregradne ploče.

Povoljni efekti pronalaska

[0010] U gorepomenutom separatoru gas-tečnost, rektifikaciona ploča ima uzak deo izveden tako da se rastojanje između rektifikacione ploče i unutrašnjeg zida dela tela postepeno smanjuje ka krajnjem delu iz kojeg ističe mešavina gasa i tečnosti. Prema tome, moguće je povećati protok mešavine gasa i tečnosti i moguće je da se efikasno iskoristi prostor u cevi i, stoga, gas i tečnost mogu se pogodno razdvojiti.

KRATAK OPIS NACRTA

[Fig.1] Fig.1 je šematski transparentni prikaz koji prikazuje separator gas-tečnost prema nekom načinu ostvarivanja ovog pronalaska.

[Fig.2] Fig.2 je šematski prikaz vertikalnog preseka koji prikazuje separator gas-tečnost prema ovom načinu ostvarivanja.

[Fig.3] Fig.3 je dijagram uzet duž linije A-A i gledan iz smera naznačenog strelicama na Fig.2, pri čemu dijagram prikazuje separator gas-tečnost prema ovom načinu ostvarivanja.

[Fig.4] Fig.4 je dijagram za opis konfiguracije rektifikacione ploče separatora gas-tečnost prema ovom načinu ostvarivanja.

[Fig.5] Fig.5 je dijagram koji prikazuje separator gas-tečnost prema modifikaciji 1, pri čemu dijagram odgovara Fig.3.

[Fig.6] Fig.6 je dijagram koji prikazuje separator gas-tečnost prema modifikaciji 1, pri čemu dijagram odgovara Fig.4.

[Fig.7] Fig.7 je dijagram koji prikazuje separator gas-tečnost prema modifikaciji 2, pri čemu dijagram odgovara Fig.2.

[Fig.8] Fig.8 je dijagram koji prikazuje separator gas-tečnost prema modifikaciji 3, pri čemu dijagram odgovara Fig.2.

[Fig.9] Fig.9 je šematski prikaz odozdo koji prikazuje separator gas-tečnost prema modifikaciji 3.

[Fig.10] Fig.10 je dijagram koji prikazuje separator gas-tečnost prema modifikaciji 4, pri čemu dijagram odgovara Fig.2.

[Fig.11] Fig.11 je grafikon koji prikazuje vezu između protoka mešavine gasa i tečnosti i efikasnosti razdvajanja.

OPIS NAČINA OSTVARIVANJA

[0012] Način ostvarivanja ovog pronalaska biće opisan upućivanjem na Fig.1 do Fig.4. U opisu slika, identičnim elementima dodeljene su iste pozivne oznake, te će se izostaviti ponovno opisivanje. Odnosi dimenzija na slikama preuveličani su radi lakšeg opisa, i mogu se razlikovati od stvarnih odnosa.

[0013] Fig.1 je šematski transparentni prikaz koji prikazuje separator 1 gas-tečnost prema nekom načinu ostvarivanja ovog pronalaska. Fig.2 je šematski prikaz vertikalnog preseka koji prikazuje separator 1 gastečnost prema ovom načinu ostvarivanja. Fig.3 je dijagram uzet duž linije A-A i gledan iz smera naznačenog strelicama na Fig.2, pri čemu dijagram prikazuje separator 1 gas-tečnost prema ovom načinu ostvarivanja. Fig.4 je dijagram za opis konfiguracije rektifikacione ploče 50 separatora 1 gastečnost prema ovom načinu ostvarivanja.

[0014] Kao što je prikazano na Fig.1, separator 1 gas-tečnost uključuje deo 10 tela, uvodni kanal 20, kanal 30 izlaznog toka, kanal 40 za izvođenje toka ulja, rektifikacionu ploču 50 i pregradnu ploču 60, pri čemu deo 10 tela ima cilindričan oblik, pri čemu se mešavina gasa i tečnosti uvodi kroz uvodni kanal 20, pri čemu se gas odvodi kroz kanal 30 izlaznog toka, pri čemu se ulje za rashladne uređaje ispušta kroz kanal 40 za izvođenje toka ulja, pri čemu rektifikaciona ploča 50 prečišćava mešavinu gasa i tečnosti, dok je pregradna ploča 60 obezbeđena na nekom položaju ispod uvodnog kanala 20. Separator 1 gas-tečnost koristi se za gasni kompresor, poželjno se koristi za višecilindričan rashladni uređaj velike brzine, a poželjnije se koristi za višecilindričan rashladni uređaj velike brzine za brod. Separator 1 gas-tečnost koristi se za vraćanje ulja praćenog komprimovanim gasom u kućište motora.

[0015] Deo 10 tela oblikovan je u cilindrični oblik koji se prostire u pravcu gore-dole. U ovoj konfiguraciji, za razliku od konfiguracije opisane u JP 5-296610 A u kojoj je obezbeđen konusni levak u donjem delu ili konfiguracije u kojoj se vrtložni tok generiše upotrebom odvodne cevi gasa kao unutrašnjeg cilindra, nije obezbeđen unutrašnji cilindar koji stvara otpor protiv vrtložnog toka i stoga se vrtložni tok efikasno obrazuje samo pomoću cilindričnog oblika. Prema tome, obezbeđivanjem pregradne ploče 60, moguće je da se suzi vrtložno područje R (videti Fig.2). Prema tome, povećanjem vrtložne brzine bez raspršivanja vrtložnog toka, moguće je da se poboljša efikasnost razdvajanja. Osim toga, ne postoji konusni levkasti deo i, stoga, moguće je da se obrazuje separator 1 gas-tečnost na kompaktan način.

[0016] Iako je deo 10 tela formiran od čelične cevi, na primer, deo 10 tela nije ograničen na čeličnu cev. Iako veličina dela 10 tela nije posebno ograničena, poželjno je da se podesi veličina dela 10 tela na veličinu koja omogućava da se gas i tečnost pogodno razdvoje. Posebno, poželjno je da se podesi veličina dela 10 tela na zapreminu koja omogućava da mešavina gasa i tečnosti ima vreme zadržavanja od 0.6 sekundi ili duže.

[0017] Kako je prikazano na Fig.3, rektifikaciona ploča 50 smeštena je tako da se prostire u pravcu dužine tetive kružnog luka formiranog na cevi dela 10 tela, gledano odozgo. Jedan kraj rektifikacione ploče 50 povezan je sa unutrašnjim zidom dela 10 tela, dok drugi kraj rektifikacione ploče 50 ima krajnji deo 50A. Rektifikaciona ploča 50 ima uzak deo izveden tako da se postepeno smanjuje rastojanje između rektifikacione ploče 50 i unutrašnjeg zida dela 10 tela.

[0018] Kao što je prikazano na Fig.1 i Fig.2, uvodni kanal 20 izveden je da bude u vezi sa delom 10 tela. Uvodni kanal 20 izveden je kao što je prikazano na Fig.3. Kao što je prikazano na Fig.3, uvodni kanal 20 izveden je pod slobodnim uglom u odnosu na centar dela 10 tela unutar oblasti kružnog luka formiranog sa dužinom koja odgovara 1/4 obima cevi dela 10 tela ili manje (90° ili manje prikazano na Fig.3).

[0019] U slučaju gde je uvodni kanal 20 pričvršćen tako da se prostire u tangencijalnom pravcu u odnosu na deo 10 tela, na primer, teško je oblikovati iskrivljeni otvor u delu 10 tela i zavariti uvodni kanal 20 za deo 10 tela. Nasuprot tome, u separatoru 1 gas-tečnost prema ovom načinu ostvarivanja, uvodni kanal 20 izveden je pod pravim uglom i sa slobodnim pomakom u odnosu na centar dela 10 tela i, stoga, moguće je da se jednostavno zavari uvodni kanal 20 za deo 10 tela.

[0020] Kao što je prikazano na Fig.1, kanal 30 izlaznog toka obezbeđen je u gornjem segmentu dela 10 tela. Gas (gas) odvojen od ulja za rashladne uređaje (tečnost) ispušta se kroz kanal 30 izlaznog toka.

[0021] Kao što je prikazano na Fig.2, deo za umetanje kanala 30 izlaznog toka izveden je tako da se prostire nadole na kratkom rastojanju od gornjeg krajnjeg dela 10A dela 10 tela.

[0022] Na primer, ako se pretpostavi slučaj u kojem kanal 30 izlaznog toka nema deo za umetanje i izveden je tako da se prostire nagore od gornjeg krajnjeg dela 10A, dok su uvodni kanal 20 i kanal 30 izlaznog toka smešteni jedan uz drugog. U takvom slučaju, postoji mogućnost da se, kod mešavine gasa i tečnosti koja ističe u smeru nagore iz krajnjeg dela 50A rektifikacione ploče 50, deo gasa iz kojeg nije odvojeno ulje za rashladne uređaje u dovoljnoj meri ili deo ulja za rashladne uređaje razdvojen od gasa zbog kanalnog razdvajanja usisava u kanal 30 izlaznog toka i ispušta van.

[0023] Nasuprot tome, separator 1 gas-tečnost prema ovom načinu ostvarivanja izveden je tako da se deo za umetanje kanala 30 izlaznog toka prostire nadole na kratkom rastojanju od gornjeg krajnjeg dela 10A dela 10 tela. Prema tome, kod mešavine gasa i tečnosti koja ističe iz krajnjeg dela 50A rektifikacione ploče 50, sprečeno je da neodvojeni gas koji se ispušta u spoljne obimno područje dela za umetanje u prostoru iznad rektifikacione ploče 50 ili ulje za rashladne uređaje odvojeno od gasa direktno teče u kanal 30 izlaznog toka i, stoga, moguće je da se na odgovarajući način suzbije situacija u kojoj se nerazdvojeni gas ili ulje za rashladne uređaje ispušta van.

[0024] Kao što je prikazano na Fig.2, poželjno je da se zaustavi proširenje nadole dela za umetanje kanala 30 izlaznog toka pre nego što deo za umetanje dostigne položaj blizu visine prvog produžnog dela 51 rektifikacione ploče 50, koji će biti opisan u nastavku. Takva konfiguracija može da suzbije situaciju gde deo za umetanje kanala 30 izlaznog toka ometa generisani vrtložni tok. Osim toga, deo za umetanje kanala 30 izlaznog toka može jednostavno da se sastavi i konstruiše.

[0025] Donji deo dela 10 tela obrazuje deo za skladištenje ulja. Kao što je prikazano na Fig.1, kanal 40 za izvođenje toka ulja obezbeđen je u donjem delu dela 10 tela. Ulje za rashladne uređaje odvojeno od gasa ispušta se kroz kanal 40 za izvođenje toka ulja. Plutajući ventil 90 smešten je iznad kanala 40 za izvođenje toka ulja. Plutajući ventil 90 ima poznatu konfiguraciju i stoga će detaljan opis plutajućeg ventila 90 biti izostavljen.

[0026] Kada se plutajući ventil 90 otvori, ulje za rashladne uređaje uskladišteno u donjem delu dela 10 tela ispušta se kroz kanal 40 za izvođenje toka ulja. Nakon isteka unapred određenog vremenskog perioda, plutajući ventil 90 se zatvara i ulje za rashladne uređaje skladišti se u donjem delu dela 10 tela.

[0027] Rektifikaciona ploča 50 uzrokuje da se mešavina gasa i tečnosti uvedena kroz uvodni kanal 20 podvrgne kanalnom razdvajanju i menja pravac toka u obimni pravac da bi se prečistio tok.

Jednovremeno, rektifikaciona ploča 50 povećava protok mešavine gasa i tečnosti uvedene kroz uvodni kanal 20.

[0028] Kao što je prikazano na Fig.3 i Fig.4, rektifikaciona ploča 50 pričvršćena je za unutrašnji zid ulaznog dela formiranog u unutrašnjosti dela 10 tela. Rektifikaciona ploča 50 uključuje prvi produžni deo 51, drugi produžni deo 52 i treći produžni deo 53, pri čemu se prvi produžni deo 51 prostire ka unutra u suštinski horizontalnom pravcu od unutrašnjeg zida dela 10 tela, dok je drugi produžni deo 52 kontinuirano formiran sa prvim produžnim delom 51 i prostire se u pravcu naniže, a treći produžni deo 53 je kontinuirano formiran sa drugim produžnim delom 52 i prostire se do unutrašnjeg zida dela 10 tela. Na primer, kao što je prikazano na Fig.3, rektifikaciona ploča 50 pričvršćena je tako da se prostire duž X-Y linije, to jest, da se prostire u pravcu dužine tetive kružnog luka formiranog sa dužinom koja odgovara 1/4 obima cevi dela 10 tela ili manje (90° ili manje kao što je prikazano na Fig.3). Kao što je prikazano na Fig.4, rektifikaciona ploča 50 oblikovana je u kvadratni U oblik ili U oblik gledano u pogledu spreda. Rektifikaciona ploča 50 može da se formira kao integralno telo od prvog produžnog dela 51, drugog produžnog dela 52 i trećeg produžnog dela 53.

[0029] Iako postupak za pričvršćivanje prvog produžnog dela 51 i trećeg produžnog dela 53 za unutrašnji zid dela 10 tela nije posebno ograničen, prvi produžni deo 51 i treći produžni deo 53 pričvršćuju se za unutrašnji zid dela 10 tela, na primer, zavarivanjem. Rektifikaciona ploča 50 može da se integralno formira sa unutrašnjim zidom dela 10 tela. Kao što je prethodno opisano, prvi produžni deo 51 ne menja oblik uskog dela 54 u odnosu na deo 10 tela i stoga, moguće je da spreči lom rektifikacione ploče 50 ili smanjenje radnog veka rektifikacione ploče 50. Kao što je prikazano na Fig.3, rektifikaciona ploča 50 prostire se tako da pokrije uvodni kanal 20 tako da mešavina gasa i tečnosti uvedena kroz uvodni kanal 20 udari o rektifikacionu ploču 50.

[0030] Fig.3 prikazuje jednu rektifikacionu ploču 50 koja ima i funkciju dela za kanalno razdvajanje i funkciju dela za ispravljanje pravca toka. Deo za ispravljanje pravca toka može da se formira od rektifikacione ploče 50 gde je protočni kanal sužen prema uskom delu 54.

[0031] Uzak deo 54 ima uzak protočni kanal ka unutrašnjem otvoru. Uzak deo 54 stvara vrtložni tok u unutrašnjosti cevi dok obezbeđuje odgovarajući protok gasa za centrifugiranje. Uzak deo 54 takođe ima funkciju izazivanja da mešavina gasa i tečnosti dijagonalno udari o tok koji vrtloži u cevi kako bi se sprečilo da se mešavina gasa i tečnosti suprotstavi toku koji vrtloži u cevi.

[0032] Kao što je prikazano na Fig.3 i Fig.4, prvi produžni deo 51 oblikovan je tako da ima linearni oblik gledano odozgo i gledano u pogledu spreda. Kao što je prikazano na Fig.4, drugi produžni deo 52 je takođe oblikovan da ima linearni oblik gledano u pogledu spreda.

[0033] Kao što je prethodno opisano, prvi produžni deo 51 i treći produžni deo 53 pričvršćeni su za unutrašnji zid dela 10 tela u položajima iznad i ispod uvodnog kanala 20 i stoga, prvi produžni deo 51 i treći produžni deo 53 deluju kao odbojne ploče. Prema tome, moguće je da se na odgovarajući način suzbije situacija, kod mešavine gasa i tečnosti uvedene kroz uvodni kanal 20, gde se ulje za rashladne uređaje ispušta kroz kanal 30 izlaznog toka.

[0034] Kao što je prikazano na Fig.3, prvi produžni deo 51 i treći produžni deo 53 rektifikacione ploče 50 imaju uzak deo 54 izveden tako da se rastojanje između rektifikacione ploče 50 i unutrašnjeg zida dela 10 tela postepeno smanjuje ka krajnjem delu 50A gledano odozgo, pri čemu mešavina gasa i tečnosti ističe iz krajnjeg dela 50A. Odnosno, u blizini uskog dela 54, rektifikaciona ploča 50 postepeno se približava unutrašnjem zidu dela 10 tela ka krajnjem delu 50A prvog produžnog dela 51 i trećeg produžnog dela 53. Kao što je prikazano na Fig.3, rektifikaciona ploča 50 oblikovana je da ima linearni oblik gledano odozgo. S takvom konfiguracijom, moguće je da se poveća protok mešavine gasa i tečnosti i stoga se gas i tečnost mogu razdvojiti na pogodniji način. Osim toga, takva konfiguracija ne zahteva vodeću ploču i putanju za vođenje koje se formiraju u obimnom pravcu za približno polovinu obima, pri čemu su vodeća ploča i putanja za vođenje opisane u JP 2004-52710 A. Prema tome, može se postići jednostavna konfiguracija.

[0035] Kada protok mešavine gasa i tečnosti u uvodnom kanalu 20 iznosi 4 m/s do 10 m/s, na primer, protok mešavine gasa i tečnosti na krajnjem delu 50A rektifikacione ploče 50 iznosi 6 m/s do 15 m/s.

[0036] Kao što je prikazano na Fig.1, pregradna ploča 60 obezbeđena je na položaju ispod uvodnog kanala 20. Pregradna ploča 60 povezana je sa unutrašnjim zidom dela 10 tela. Pregradna ploča 60 ima mali unutrašnji prečnik, tako da ima unutrašnji prečnik takozvanog toroidnog oblika. Iako unutrašnji prečnik pregradne ploče 60 nije posebno ograničen, unutrašnji prečnik pregradne ploče 60 iznosi 0.4 do 0.6 puta unutrašnjeg prečnika dela 10 tela.

[0037] Pregradna ploča 60 formira se odvojeno od dela 10 tela. Pregradna ploča 60 pričvršćuje se za deo 10 tela zavarivanjem, na primer.

[0038] Pregradna ploča 60 formira se duž XY ravni . Odnosno, pregradna ploča 60 izvedena je tako da je suštinski horizontalna, a da ne bude nagnuta u odnosu na separator 1 gas-tečnost. Pregradna ploča 60 izvedena je duž horizontalnog pravca kao što je prethodno opisano i stoga, moguće je da se jednostavno proizvede separator 1 gas-tečnost.

[0039] Obezbeđivanjem pregradne ploče 60 kao što je prethodno opisano, u odnosu na konfiguraciju gde pregradna ploča nije obezbeđena, vrtložno područje R (videti Fig.2) koje se prostire duž pravca gore-dole sužava se i, stoga, moguće je da se poveća vrtložna brzina. Prema tome, moguće je da se razdvoje gas i tečnost na pogodan način.

[0040] Kao što je prikazano na Fig.1, pregradna ploča 60 smeštena je na položaju koji je dovoljno udaljen od kanala 30 izlaznog toka. S takvom konfiguracijom, ulje koje prianja uz unutrašnji zid dela 10 tela zbog vrtložnog toka mešavine gasa i tečnosti gravitaciono se taloži i privremeno ostaje na pregradnoj ploči 60, i zatim se spušta do kanala 40 za izvođenje toka ulja iz otvora pregradne ploče 60 bez izlivanja kroz kanal 30 izlaznog toka, pri čemu je kanal 40 za izvođenje toka ulja smešten na položaju ispod otvora pregradne ploče 60.

[0041] Kada se mešavina gasa i tečnosti uvodi u separator 1 gas-tečnost, koji ima gorepomenutu konfiguraciju, kroz uvodni kanal 20, uvedena mešavina gasa i tečnosti teče između unutrašnjeg zida dela 10 tela i rektifikacione ploče 50 i ističe iz krajnjeg dela 50A rektifikacione ploče 50. Rektifikaciona ploča 50 ima uzak deo 54 i stoga, mešavina gasa i tečnosti ističe iz krajnjeg dela 50A rektifikacione ploče 50 sa povećanim protokom. Mešavina gasa i tečnosti koja ističe iz krajnjeg dela 50A rektifikacione ploče 50 vrtložno se kreće duž unutrašnjeg zida dela 10 tela, tako da se gas i tečnost centrifugiraju (videti Fig.3) . U području gde započinje vrtloženje od krajnjeg dela 50A rektifikacione ploče 50, nema prepreka koje bi sprečavale obrazovanje vrtložnog toka, kao što je unutrašnji cilindar, i nema površine ili izbočina koje udaraju kapljice ulja pod pravim uglom i na taj način izazivaju raspršivanje kapljica ulja. Prema tome se centrifugiranje može izvesti efikasnim korišćenjem unutrašnjosti cevi i time se postiže visoka efikasnost.

[0042] U slučaju gde su kapljice ulja za rashladne uređaje male veličine, ulje za rashladne uređaje se ne centrifugira jednostavno. Prema tome, kada se mešavina gasa i tečnosti vrtložno kreće duž unutrašnjeg zida dela 10 tela, kapljice ulja se sakupljaju i formiraju velike kapljice ulja. S takvom konfiguracijom, moguće je da se izazove gravitaciono taloženje kapljica ulja duž unutrašnjeg zida dela 10 tela.

[0043] Kao što je prethodno opisano, separator 1 gas-tečnost prema ovom načinu ostvarivanja je separator 1 gas-tečnost koji razdvaja gas i tečnost iz mešavine gasa i tečnosti. Separator 1 gas-tečnost uključuje deo 10 tela, uvodni kanal 20, rektifikacionu ploču 50 i kanal 30 izlaznog toka, pri čemu deo 10 tela ima cilindrični oblik, pri čemu je uvodni kanal 20 izveden da bude u vezi sa delom 10 tela, pri čemu se mešavina gasa i tečnosti uvodi kroz uvodni kanal 20, pri čemu je rektifikaciona ploča 50 pričvršćena za deo 10 tela i rektifikuje mešavinu gasu i tečnosti kako bi se povećao protok, dok je kanal 30 izlaznog toka obezbeđen za gas od kojeg se odvaja tečnost. Rektifikaciona ploča 50 pričvršćena je da se prostire u pravcu dužine tetive kružnog luka formiranog sa dužinom koja odgovara 1/4 obima cevi dela 10 tela (90° ili manje kao što je prikazano na Fig.3) ili manje. Uvodni kanal 20 povezan je pod slobodnim uglom i slobodnim iznosom pomeraja unutar oblasti kružnog luka. Rektifikaciona ploča 50 ima uzak deo 54 izveden tako da se rastojanje između rektifikacione ploče 50 i unutrašnjeg zida dela 10 tela postepeno smanjuje ka krajnjem delu 50A iz kojeg ističe mešavina gasa i tečnosti. U separatoru 1 gas-tečnost koji ima takvu konfiguraciju, rektifikaciona ploča 50 ima uzak deo 54 izveden tako da se rastojanje između rektifikacione ploče 50 i unutrašnjeg zida dela 10 tela postepeno smanjuje ka krajnjem delu 50A iz kojeg ističe mešavina gasa i tečnosti. Prema tome, moguće je da se na pogodan način razdvoje gas i tečnost povećanjem protoka mešavine gasa i tečnosti.

[0044] Rektifikaciona ploča 50 formirana je da ima linearni oblik gledano odozgo. Za separator 1 gastečnost koji ima takvu konfiguraciju, moguća je jednostavna proizvodnja rektifikacione ploče 50.

[0045] Gledano u pogledu spreda, rektifikaciona ploča 50 pričvršćena je za unutrašnji zid dela 10 tela na položaju iznad uvodnog kanala 20. U separatoru 1 gas-tečnost koji ima takvu konfiguraciju, moguće je da se pogodno suzbije situacija gde se, kod mešavine gasa i tečnosti koja ističe iz krajnjeg dela 50A rektifikacione ploče 50, ulje za rashladne uređaje odvojeno od gasa ispušta kroz kanal 30 izlaznog toka.

[0046] Separator 1 gas-tečnost dalje uključuje pregradnu ploču 60 obezbeđenu na položaju ispod uvodnog kanala 20 i koja ima unutrašnji prečnik toroidnog oblika koji je manji od unutrašnjeg prečnika dela 10 tela. U separatoru 1 gas-tečnost koji ima takvu konfiguraciju, nepotrebno je da se koristi pomoćni vrtložni mehanizam, kao što je unutrašnji cilindar, u unutrašnjosti dela 10 tela i moguće je da se u dovoljnoj meri koristi vrtložno područje R koje se prostire duž pravca gore-dole. Prema tome, vrtložno područje R se sužava i vrtložna brzina može se povećati i, stoga, moguće je razdvojiti gas i tečnost na pogodniji način.

[0047] Pregradna ploča 60 obezbeđena je duž horizontalnog pravca. U separatoru 1 gas-tečnost koji ima takvu konfiguraciju, moguće je jednostavno formirati pregradnu ploču 60. Gasni fluid iz kojeg se ulje izdvaja diže se u centru vrtložnog toka od pregradne ploče 60 ka kanalu 30 izlaznog toka. Separator 1 gas-tečnost koji ima takvu konfiguraciju ne zahteva konusni deo cevi koji je obezbeđen u donjem delu konvencionalne cevi, čime se doprinosi postizanju kompaktne konfiguracije.

[0048] Ovaj pronalazak nije ograničen na gorepomenut način ostvarivanja, i razne modifikacije mogu se zamisliti bez odstupanja od patentnih zahteva.

[0049] Na primer, u gorepomenutom načinu ostvarivanja, kao što je prikazano na Fig.3 i Fig.4, rektifikaciona ploča 50 uključuje prvi produžni deo 51, drugi produžni deo 52 i treći produžni deo 53, i oblikovana je u kvadratnom U obliku, pri čemu se prvi produžni deo 51 prostire suštinski horizontalno ka unutra od unutrašnjeg zida dela 10 tela, dok se drugi produžni deo 52 formira kontinuirano s prvim produžnim delom 51 i prostire se u pravcu nadole, pri čemu se treći produžni deo 53 formira kontinuirano s drugim produžnim delom 52 i prostire se ka unutrašnjem zidu dela 10 tela. Međutim, kao što je prikazano na Fig.6, rektifikaciona ploča 150 može da se oblikuje u L obliku uključujući prvi produžni deo 151 i drugi produžni deo 152, pri čemu se prvi produžni deo 151 prostire suštinski horizontalno ka unutra od unutrašnjeg zida dela tela, dok se drugi produžni deo 152 formira kontinuirano s prvim produžnim delom 151 i prostire se u pravcu nadole.

[0050] U gorepomenutom načinu ostvarivanja, pregradna ploča 60 obezbeđena je duž horizontalnog pravca. Međutim, kao što je prikazano na Fig.7, pregradna ploča 160 može da bude izvedena tako da je nagnuta ka unutra u radijalnom pravcu i u pravcu nadole. S takvom konfiguracijom, moguće je izazvati da se ulje za rashladne uređaje na pregradnoj ploči 160 spušta nadole duž nagnute površine i, stoga, moguće je da se na pogodan način suzbije situacija gde se ulje za rashladne uređaje skladišti na pregradnoj ploči 160.

[0051] U gorepomenutom načinu ostvarivanja, rektifikaciona ploča 50 formirana je tako da ima linearni oblik gledano odozgo. Međutim, konfiguracija rektifikacione ploče nije ograničena na konfiguraciju koja ima uzak deo izveden tako da se rastojanje između rektifikacione ploče i unutrašnjeg zida dela tela postepeno smanjuje ka krajnjem delu iz kojeg ističe mešavina gasa i tečnosti. Rektifikaciona ploča 50 može da se oblikuje tako da ima zakrivljen oblik, na primer.

[0052] U gorepomenutom načinu ostvarivanja, separator 1 gas-tečnost uključuje pregradnu ploču 60 koja ima toroidni oblik. Međutim, nije uvek neophodno da separator 1 gas-tečnost uključuje pregradnu ploču koja ima toroidni oblik.

[0053] U gorepomenutom načinu ostvarivanja, separator 1 gas-tečnost uključuje pregradnu ploču 60 koja ima toroidni oblik. Međutim, kao što je prikazano na Fig.8 i Fig.9, umesto pregradne ploče 60 koja ima toroidni oblik, separator 2 gas-tečnost može da uključuje pregradnu ploču 260 koja deli deo 10 tela na gornji deo i donji deo. Kao što je prikazano na Fig.8 i Fig.9, pregradna ploča 260 ima prolazni otvor 261 na krajnjem delu, pri čemu prolazni otvor 261 prodire kroz pregradnu ploču 260 u pravcu gore-dole. Iako veličina prolaznog otvora 261 nije posebno ograničena, kada unutrašnji prečnik dela 10 tela iznosi 150 do 160 mm, veličina prolaznog otvora 261 iznosi, na primer, 15 mm × 15 mm.

[0054] Obezbeđivanjem pregradne ploče 260 koja ima prolazni otvor 261 na krajnjem delu kao što je prethodno opisano, smanjuje se količina mešavine gasa i tečnosti koja teče u prostor ispod pregradne ploče 260 i, stoga, moguće je da se smanji nasilno pomeranje plutajućeg ventila 90 i kretanje površine ulja.

[0055] Kao što je prikazano na Fig.10, u separatoru 3 gas-tečnost može da bude pričvršćen odmagljivač 360 za pregradnu ploču 60. Postupak za pričvršćivanje odmagljivača 360 za pregradnu ploču 60 nije posebno ograničen. Iako odmagljivač 360 nije posebno ograničen, odmagljivač izrađen od SUS304 i koji ima prečnik žice od 0.12 mm i gustinu od 360kg/m3 može da se koristi za odmagljivač 360. Na Fig.10, odmagljivač 360 je pričvršćen na donjoj strani pregradne ploče 60. Međutim, odmagljivač 360 može da se pričvrsti za gornju stranu pregradne ploče 60, ili može da se pričvrsti u stanju gde je kao u sendviču između pregradnih ploča 60.

[0056] Pričvršćivanjem odmagljivača 360 za pregradnu ploču 60 kao što je prethodno opisano, odmagljivač 360 može na pogodan način da oslabi vrtložni tok mešavine gasa i tečnosti i, stoga, moguće je da se smanji nasilno pomeranje plutajućeg ventila 90 i kretanje površine ulja.

[0057] U nastavku su opisane karakteristike performansi separatora 1 gas-tečnost. Pre svega, za mešavinu gasa i tečnosti koja je meta razdvajanja, u slučaju kada je zapreminska koncentracija ulja u mešavini gasa i tečnosti koja teče u deo 10 tela nekoliko procenata, velika količina ulja je sadržana i vrtložna sila se smanjuje i, stoga, poželjno je da se koristi pregradna ploča 60 prikazana na Fig.1 i Fig.2. Nasuprot tome, u slučaju kada zapreminska koncentracija ulja u mešavinu gasa i tečnosti koja teče u deo 10 tela iznosi nekoliko delova na milion, mala količina ulja je sadržana i vrtložna sila se ne smanjuje i stoga je snažniji vrtložni tok generisan u delu 10 tela. Prema tome, poželjno je da se suzbije nasilno kretanje plutajućeg ventila 90 i kretanje površine ulja smanjenjem veličine otvora pregradne ploče. U slučaju gde je teško odrediti veličinu otvora pregradne ploče u odnosu na zapreminsku koncentraciju ulja koje teče u deo 10 tela, poželjno je da se smanji nasilno pomeranje plutajućeg ventila 90 i kretanje površine ulja ugradnjom odmagljivača 360 na pregradnoj ploči 60 koja ima veliki otvor kako bi se obezbedio otpor. Gorepomenuti povoljni efekti takođe se mogu dobiti čak i sa konfiguracijom gorepomenute pregradne ploče 260.

[0058] Fig.11 prikazuje rezultate dobijene merenjem efikasnosti razdvajanja i pada pritiska kada se protok mešavine gasa i tečnosti uvedene u separator 1 gas-tečnost koji ima gorepomenutu konfiguraciju kroz uvodni kanal 20, menja unutar opsega od 5 do 20 m/s.

[0059] Na Fig.11, horizontalna osa prikazuje protok mešavine gasa i tečnosti, crni kružići na vertikalnoj osi prikazuju efikasnost razdvajanja, dok beli kružići na vertikalnoj osi prikazuju pad pritiska. Kao što je prikazano na Fig.11, kada se protok mešavine gasa i tečnosti promeni na 5 m/s, 10 m/s, 15 m/s i 20 m/s, može se obezbediti efikasnost razdvajanja od 97% ili više, pri svakom protoku. Iako pad pritiska raste sa povećanjem protoka mešavine gasa i tečnosti, otkriveno je da maksimalni pad pritiska iznosi 5kPa, što nije neka naročito visoka brojčana vrednost.

[0060] Za karakteristike separatora 1 gas-tečnost, otkriveno je da se visoka efikasnost razdvajanja može održati čak i kada se brzina uduvavanja vrtložnog toka menja unutar opsega od 5 m/s do 20 m/s. Pad pritiska može da se promeni prema dozvoljenom padu pritiska za opremu u kojoj je ugrađen separator 1 gas-tečnost i, stoga, povećan je stepen slobode izbora.

[0061] Kao što je prethodno opisano, u postupku za odvajanje ulja za rashladne uređaje u gasu pomoću separatora 1 gas-tečnost prema ovom načinu ostvarivanja, pre svega, gas koji teče u deo 10 tela kroz uvodni kanal 20 podvrgnut je kanalnom razdvajanju na rektifikacionoj ploči 50 a, potom, mešavina gasa i tečnosti koja ističe iz krajnjeg dela 50A rektifikacione ploče 50 vrtložno se kreće duž unutrašnjeg zida dela 10 tela, tako da se gas i tečnost centrifugiraju. Ne postoje prepreke koje sprečavaju obrazovanje vrtložnog toka u području gde vrtložno kretanje započinje i, stoga, moguće je izvođenje centrifugiranja i gravitacionog taloženja efikasnim korišćenjem unutrašnjosti cevi. Prema tome, moguće je da se efikasno iskoristi prostor u cevi i da se, stoga, ulje efikasno odvoji. Osim toga, sprečeno je nasilno pomeranje površine ulja za rashladne uređaje koje je privremeno uskladišteno na donjem delu dela 10 tela i vraćanje ulja zbog vrtložnog toka, obezbeđivanjem pregradne ploče 60, 260 na položaju iznad površine ulja i, stoga, moguće je da se regeneriše izdvojeno ulje na stabilan način.

Claims

[0062] Osim toga, moguće je izostaviti levkasti deo obezbeđen u donjem delu i, stoga, moguće je da se postigne smanjenje veličine i kompaktna konstrukcija. Prema tome, separator 1 gas-tečnost može da se koristi kao separator ulja za gasni kompresor, može da se na pogodan način koristi za višecilindričan rashladni uređaj velike brzine, i može još pogodnije da se koristi za višecilindričan rashladni uređaj velike brzine za brod koji ima ograničenje ugradnog prostora.

Spisak pozivnih oznaka

[0063]

1 separator gas-tečnost

10 deo tela

10A gornji krajnji deo

20 uvodni kanal

30 kanal izlaznog toka

40 kanal za izvođenje toka ulja

50, 150 rektifikaciona ploča

50A krajnji deo

51 prvi produžni deo

52 drugi produžni deo

53 treći produžni deo

54 uzak deo

60, 160, 260 pregradna ploča

90 plutajući ventil

360 odmagljivač

Patentni zahtevi

1. Separator gas-tečnost koji razdvaja gas i tečnost iz mešavine gasa i tečnosti, pri čemu separator gastečnost obuhvata:

deo (10) tela koji ima cilindričan oblik;

uvodni kanal (20) izveden da bude u vezi sa delom (10) tela, pri čemu se mešavina gasa i tečnosti uvodi kroz uvodni kanal (20);

rektifikacionu ploču (50; 150) za rektifikaciju mešavine gasa i tečnosti, pri čemu je rektifikaciona ploča (50; 150) pričvršćena za deo (10) tela tako da se prostire u pravcu dužine tetive kružnog luka formiranog od cevi dela tela; i

kanal (30) izlaznog toka obezbeđen za gas iz kojeg je izdvojena tečnost, pri čemu rektifikaciona ploča (50; 150) ima uzak deo izveden tako da se rastojanje između rektifikacione ploče i unutrašnjeg zida dela (10) tela postepeno smanjuje ka krajnjem delu iz kojeg ističe mešavina gasa i tečnosti, i

vrtložni deo u delu tela formiran je od dela tela koji se prostire u pravcu gore-dole i pregradne ploče (60; 160; 260) izvedene na položaju ispod uvodnog kanala, naznačen time, što je deo za umetanje kanala (30) izlaznog toka umetnut u deo (10) tela, i taj deo za umetanje proteže se za dužinu produžetka koja omogućava da se deo za umetanje prostire nadole od gornjeg krajnjeg dela (10A) dela tela ka položaju visine gornjeg kraja produžnog dela (51; 151) rektifikacione ploče, pri čemu se produžni deo prostire u horizontalnom pravcu, pri čemu se ili deo za umetanje proširuje nadole kako bi se zaustavio u položaju visine produžnog dela rektifikacione ploče (50; 150), ili

deo za umetanje proširuje se nadole kako bi se zaustavio pre nego što deo za umetanje dostigne položaj visine produžnog dela rektifikacione ploče (50; 150).
2. Separator gas-tečnost prema zahtevu 1, pri čemu je rektifikaciona ploča (50; 150) smeštena tako da se prostire u pravcu dužine tetive kružnog luka formiranog od cevi dela (10) tela gledano odozgo, pri čemu je jedan kraj rektifikacione ploče povezan sa unutrašnjim zidom dela tela, i drugi kraj rektifikacione ploče ima uzak deo.
3. Separator gas-tečnost prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu je rektifikaciona ploča (50; 150) pričvršćena tako da se prostire u pravcu dužine tetive kružnog luka koji ima dužinu koja odgovara 1/4 obima dela (10) tela ili manje.
4. Separator gas-tečnost prema zahtevu 3, pri čemu je uvodni kanal (20) povezan pod neograničenim uglom i s neograničenim iznosom pomeraja unutar oblasti kružnog luka, pri čemu su ugao i iznos pomeraja u odnosu na centar dela (10) tela.
5. Separator gas-tečnost prema bilo kom od zahteva 1 do 4, pri čemu rektifikaciona ploča (150) ima kvadratni U oblik gledano u pogledu spreda, i rektifikaciona ploča (150) pričvršćena je za unutrašnji zid dela (10) tela najmanje na nekom položaju iznad uvodnog kanala (20).
6. Separator gas-tečnost prema bilo kom od zahteva 1 do 5, pri čemu je pregradna ploča (60; 160) izvedena na nekom položaju ispod uvodnog kanala (20) i ima unutrašnji prečnik manji od unutrašnjeg prečnika dela (10) tela.
7. Separator gas-tečnost prema bilo kom od zahteva 1 do 6, pri čemu je pregradna ploča (60; 160; 260) izvedena duž horizontalnog pravca.
8. Separator gas-tečnost prema bilo kom od zahteva 1 do 7, koji dalje obuhvata odmagljivač (360) pričvršćen za pregradnu ploču (60).
9. Separator gas-tečnost prema bilo kom od zahteva 1 do 8, koji dalje obuhvata pregradnu ploču (260) izvedenu na nekom položaju ispod uvodnog kanala (20), i izvedenu tako da deli deo (10) tela na gornji deo i donji deo, pri čemu je prolazni otvor (261) izveden na krajnjem delu pregradne ploče (260), pri čemu prolazni otvor (261) prodire kroz pregradnu ploču (260) u pravcu gore-dole.
10. Postupak za upotrebu separatora gas-tečnost prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu se fluid izduvava od distalnog krajnjeg dela rektifikacione ploče (50; 150), pri čemu distalni krajnji deo ima uzak deo, dok je uzak deo izabran tako da je brzina duvanja vrtložnog toka unutar opsega od 5 m/s do 20 m/s.