Циклонный сепаратор жидкости с регулируемым положением искателя завихрения

006829 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к циклонным сепараторам жидкости, снабженным искателем завихрения. Уровень техники Подобный сепаратор жидкости известен из Европейской патентной заявки 0496128 и из международной патентной заявки WO 99/01194. Циклонные сепараторы жидкости, известные из приведенных ссылок уровня техники, имеют секцию входа жидкости, содержащую сопло, где жидкостная смесь ускоряется до сверхзвуковой скорости и тем самым расширяется и охлаждается до температуры значительно ниже 0C так, что один или более конденсирующихся компонентов, например, воды и углеродных конденсатов, конденсируется и/или кристаллизуется. Одно или более крыльев вызывают закручивание охлажденной жидкой смеси вокруг центральной секции корпуса трубчатого сепаратора подобно сверхзвуковому циклонному завихрению, а центробежные силы обеспечивают образование конденсирующейся обогащенной жидкостной смеси на внешней окружности корпуса сепаратора и конденсирующейся обедненной жидкостной смеси в области центральной оси корпуса сепаратора. Закрученная жидкостная смесь перетекает в секцию сепарации, в которой трубчатый искатель завихрения установлен концентрически так, что конденсирующаяся обедненная жидкостная смесь перетекает в трубчатый искатель завихрения, а конденсирующаяся обогащенная жидкостная смесь перетекает в кольцевое пространство, окружающее поверхность трубчатого корпуса искателя завихрения. Известные циклонные сепараторы жидкости способны сепарировать значительную часть конденсирующихся компонентов из жидкостной смеси, и задачей настоящего изобретения является дальнейшее увеличение эффективности сепарации циклонных сепараторов жидкости. Хотелось бы отметить, что патент США 4308134 раскрывает циклонный сепаратор с трубкой искателя завихрения, подвижной в вертикальном направлении внутри конусообразной вертикальной камеры завихрения так, что фракционировка сепарированных легких и тяжелых фракций жидкости может регулироваться. Сущность изобретения Циклонный сепаратор жидкости в соответствии с изобретением содержит трубчатый корпус,имеющий секцию входа жидкости с соплом для ускорения жидкостной смеси до ультразвуковой скорости, расширяющей и охлаждающей жидкостную смесь так, что один или более конденсирующихся компонентов переходят в жидкое и/или твердое состояние, одно или более крыльев для создания закручивания охлажденной жидкостной смеси в центральной секции трубчатого корпуса, вмещающую трубчатый искатель завихрения секцию сепарации, расположенную ниже по движению потока в центральной секции, выход конденсирующейся обогащенной жидкости, связанный с кольцевым пространством между внешней поверхностью трубчатого искателя завихрения и внутренней поверхностью трубчатого корпуса; и выход конденсирующейся обедненной жидкости, связанный с внутренним пространством трубчатого искателя завихрения, в котором трубчатый искатель завихрения выполнен подвижным в продольном или радиальном направлении относительно центральной оси трубчатого корпуса. Было установлено, что центр вращения завихряющейся или закручивающейся жидкости обычно слегка эксцентричен относительно центральной оси трубчатого корпуса сепаратора и эта эксцентричность зависит от положения и габаритов крыльев, которые вызывают закручивание жидкости внутри корпуса. Применение подвижного искателя завихрения позволяет позиционировать искатель завихрения концентрично центру вращения завихрения закручивающейся жидкости, который может оказаться эксцентричным относительно центральной оси трубчатого корпуса сепаратора. Трубчатый корпус может быть сгибаемым так, что искатель завихрения является перемещаемым в радиальном направлении относительно направления центральной оси секции входа трубчатого корпуса,и эта центральная ось оказывается искривленной в результате изгиба трубчатого корпуса. Предпочтительно, чтобы крыло или крылья, вызывающие закручивание внутри центральной секции трубчатого корпуса, монтировались бы на носителе, соосном и поворотном относительно центральной оси центральной секции трубчатого корпуса. В качестве носителя может быть рукав, составляющий часть центральной секции трубчатого корпуса и выполненный с возможностью поворота относительно других частей трубчатого корпуса. Трубчатый искатель завихрения может быть конусообразным так, что внутреннее пространство трубчатого искателя завихрения имеет постепенно увеличивающуюся площадь поперечного сечения в направлении движения потока. Перечень фигур чертежей Предпочтительные варианты воплощения изобретения циклонного сепаратора в соответствии с изобретением будут описаны далее более подробно со ссылкой на чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой схематическое изображение продольного сечения циклонного сепаратора в соответствии с изобретением, в котором искатель завихрения подвижно установлен в корпусе сепаратора; фиг. 2 представляет собой схематическое изображение продольного сечения циклонного сепаратора в соответствии с изобретением, в котором корпус сепаратора может быть подвижным относительно ис-1 006829 кателя завихрения; и фиг. 3 представляет собой схематическое изображение продольного сечения циклонного сепаратора, корпус которого может сгибаться. Осуществление изобретения На фиг. 1 показан циклонный сепаратор, имеющий трубчатый корпус 1, в котором подвижно установлен искатель завихрения 2 таким образом, что искатель завихрения 2 может быть перемещен относительно центральной оси 3 трубчатого корпуса как в продольном направлении, как показано стрелкой 4,так и в радиальном направлении, как показано стрелкой 5. Сепаратор содержит также секцию входа 6 жидкости с расположенным там соплом Лаваля 7, в котором жидкая смесь ускоряется до сверхзвуковой скорости и тем самым расширяется и охлаждается до температуры значительно ниже 0C. Охлажденная жидкость затем перетекает с ультразвуковой скоростью из сопла 7 в центральную секцию 8 корпуса, в котором расположено наклонное крыло 9, ориентированное под выбранным углом относительно плоскости чертежа. Наклонное крыло 9 вызывает закручивание жидкости внутри трубчатого корпуса 1. Наклонное крыло 9 установлено на рукаве 10, который является частью корпуса 1 и может поворачиваться относительно других частей корпуса как показано стрелкой 11. Благодаря крылу 9 и турбуленции жидкости, примыкающей к крылу 9 и его острию 12, жидкость будет закручиваться вокруг центра вращения 13, экцентричном относительно центральной оси 3 трубчатого корпуса 1. Центр вращения 13 завихрения может сам закручиваться по спирали (не показано) относительно центральной оси 3. Установка крыла 9 на поворотном рукаве 10 и подвижное размещение искателя завихрения 2 в корпусе 1 позволяет точно позиционировать искатель завихрения 2 таким образом,что вход 14 искателя завихрения 2 оказывается концентрично расположенным относительно центра вращения 13 завихрения. Эксперименты с проиллюстрированным регулируемым искателем завихрения 2 и поворачивающимся крылом 9 показали, что такая установка повышает эффективность сепарации конденсирующейся обедненной и конденсирующейся обогащенной жидкости более чем на 10%. Регулируемый искатель завихрения 2 и/или поворотное крыло 9 могут управляться автоматическими системами контроля положения, связанными с датчиками состава и/или плотности жидкости, которые определяют состав и/или плотность конденсирующейся обедненной жидкости, протекающей через внутреннее пространство 15 трубчатого искателя завихрения 2 к выходу 16 конденсирующейся обедненной жидкости, находящейся в конце движения потока через искатель завихрения 2, и конденсирующейся обогащенной жидкости, протекающей через окружающее искатель завихрения 2 кольцевое пространство 17, к выходу 18 конденсирующейся обогащенной жидкости. На фиг. 2 и 3 использованы те же самые ссылочные номера для обозначения тех же самых компонентов, которые описаны и показаны со ссылкой на фиг. 1. На фиг. 2 трубчатый корпус 1 радиально и/или аксиально подвижен относительно неподвижного искателя завихрения 2, как показано стрелками 20 и 21, с тем, чтобы расположить центр вращения 13 завихрения, создаваемого крылом 9, по центру входа 14 искателя завихрения 2. На фиг. 3 хвостовой конец трубчатого корпуса может сгибаться как показано стрелкой 30 для того,чтобы расположить центр вращения завихрения, создаваемого крылом 9, по центру входа искателя завихрения 2. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Циклонный сепаратор жидкости для сепарирования одного или более конденсирующихся компонентов и/или твердых включений из жидкостной смеси, содержащий трубчатый корпус, который имеет секцию входа жидкости, содержащую сопло для ускорения жидкостной смеси до сверхзвуковой скорости для расширения и охлаждения жидкостной смеси до перехода одного или более конденсирующихся компонентов в жидкое и/или твердое состояние; одно или более крыльев для создания завихрения охлажденной жидкостной смеси в центральной секции трубчатого корпуса; расположенную ниже по движению потока в центральной секции секцию сепарации, в которой размещен трубчатый искатель завихрения; выход конденсирующейся обогащенной жидкости, связанный с кольцевым пространством между внешней поверхностью трубчатого искателя завихрения и внутренней поверхностью трубчатого корпуса; и выход конденсирующейся обедненной жидкости, связанной с внутренним пространством искателя завихрения; отличающийся тем, что трубчатый искатель завихрения выполнен подвижным в продольном и радиальном направлениях относительно центральной оси трубчатого корпуса. 2. Циклонный сепаратор жидкости по п.1, отличающийся тем, что трубчатый корпус выполнен сгибаемым так, что искатель завихрения является подвижным в радиальном направлении относительно на-2 006829 правления центральной оси секции входа трубчатого корпуса, центральная ось которого искривляется в результате сгиба трубчатого корпуса. 3. Циклонный сепаратор жидкости по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что одно или более крыльев для создания завихрения потока внутри центральной секции трубчатого корпуса установлены на носителе, соосном и поворотном относительно центральной оси центральной секции трубчатого корпуса. 4. Циклонный сепаратор жидкости по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что трубчатый искатель завихрения выполнен конусообразным, так что площадь сечения внутреннего пространства трубчатого искателя завихрения увеличивается в направлении движения потока.