两种不同密度介质的同向旋流分离器制造技术

本发明专利技术提供了一种两种不同密度介质的同向旋流分离器，包括依次连接：入口管；旋流管，通过一端与所述入口管连通，用于对进入的所述混合液进行旋转分离；溢流管，安装在所述旋流管另一端的轴心线上，用于排出分离后的轻质相液体；重质相出口管，其一端以与所述旋流管相切的方式安装在所述旋流管的另一端，用于排出分离后的重质相液体；旋流转换器，安装在所述旋流管内靠近所述入口管一端，包括棒体，和安装在所述棒体外圆周的导向叶片，所述导向叶片将流经的混合液体由轴向流动变为圆周向的旋转流动。本发明专利技术利用流线型导流片的除水结构，使两相介质在管道中沿着相同的轴向向前旋转运动，从而可减少双反向旋流运动带来的掺混问题。

A co axial cyclone separator of two different density media

The invention provides a two different density of medium to cyclone, comprises: entrance pipe; swirl tube, connected by one end connected to the entrance pipe for rotary separation of the mixed liquor into the overflow pipe; the center line is arranged on the other end of the cyclone tube. For the discharge of light after the separation of the liquid phase; heavy phase outlet pipe, one end with the tangent to the swirl tube is mounted in said swirl tube, the other end is used for discharging the heavy liquid separation after cyclone; converter is installed in the cyclone tube near the entrance pipe, which comprises a bar body, and installed in the guide vane of the rod outer circumference of the rotating flow of the mixed liquid will flow through the guide vanes by the axial flow into the circumferential. The invention utilizes the water removing structure of the streamline deflector to make the two-phase medium move forward along the same axial direction in the pipeline, thereby reducing the mixing problem caused by the double reverse rotational flow movement.

【技术实现步骤摘要】
两种不同密度介质的同向旋流分离器
本专利技术涉及液体分离领域，特别是涉及一种针对两种不同密度的混合介质进行分离的同向旋流分离器。
技术介绍
旋流分离器是一种常用的分离装置，当具有密度差异的两相进入旋流分离器后，通过入口的导流作用形成旋流场，在旋流场中，因密度不同，两相受到的离心力不同，在径向方向上迁移方向不同，密度小的轻质相向管道中心区域运动，密度大的重质相向管道壁面运动，两者分别从不同的口流出从而实现两相旋流分离。这种分离装置相对于传统的重力沉降分离设备而言具有结构简单、没有运动部件、占地面积小、生产能力大等优点，被广泛应用于各个行业如石油行业、市政污水处理等。现有的旋流分离器，共同点是具有密度差异的两相在旋流场中实现径向上分离之后，在轴向运动方向相反，这种轴向运动反向的两相流动会在交界面互相干扰，分离性能不稳定，而且分离效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够提高两相混合液分离效果的分离器。特别地，本专利技术的两种不同密度介质的同向旋流分离器，包括依次连接的：入口管，用于接收待分离的混合液；旋流管，通过一端与所述入口管连通，用于对进入的所述混合液进行旋转分离；溢流管，安装在所述旋流管另一端的轴心线上，用于排出分离后的轻质相液体；重质相出口管，其一端以与所述旋流管相切的方式安装在所述旋流管的另一端，用于排出分离后的重质相液体；旋流转换器，安装在所述旋流管内靠近所述入口管一端，包括棒体，和安装在所述棒体外圆周的导向叶片，所述导向叶片将流经的混合液体由轴向流动变为圆周向的旋转流动。进一步地，所述旋流转换器的棒体为实心结构，包括中部的圆柱体，和设置在所述圆柱体两端对称的半椭圆端，所述半椭圆端为一概率曲线函数旋转一周所成，所述概率曲线的高度为所述圆柱体半径的2.5倍。进一步地，所述导向叶片围绕所述棒体的圆柱体在圆周上均匀分布，包括与所述混合液行进方向相对且与所述旋流管的轴心线平行的第一直线段，与所述第一直线段远离所述混合液行进方向一端相切连接的圆弧段，与所述弧形段另一端相切连接的第二直线段。进一步地，所述导向叶片的数量至少为三片，所述圆弧段的半径为所述圆柱体周长的一半，所述第二直线段与所述旋流管的横截面的夹角α为0～30°。进一步地，所述棒体的长度与所述旋流管的长度比为1：7。进一步地，所述入口管与所述旋流管通过渐扩管道连接，所述渐扩管道根据所述入口管的直径与其产生旋流时的所述旋流管管径差异，为渐扩结构或渐缩结构。进一步地，所述旋流管安装所述旋流转换器处的截面通道面积与所述入口管的截面通道面积比为1：3～4。进一步地，所述溢流管和所述重质相出口管的管径，由所述入口管处流入的所述混合液的轻重质比例确定。进一步地，所述溢流管与所述旋流管的连接端插入所述旋流管内，且位于所述旋流管内的长度不超过所述重质相出口管与所述旋流管的连接点。进一步地，所述入口管和所述溢流管上分别安装有流量计和控制阀。本专利技术利用流线型导流片的除水结构，使两相介质在管道中沿着相同的轴向向前旋转运动，从而可减少双反向旋流运动带来的掺混问题。本专利技术结构紧凑，易于维护，尤其可应用于环境比较苛刻的地方如井筒中，也可以应用在未来深水水下油田开采系统中，并可与其它工艺设备配套，制造成体积小功能强的成套分离设备，有良好的应用前景。本专利技术工艺简单，无运动部件，维护方便，运行费用低，结构紧凑，分离性能优良。能够克服水力旋流器空间结构不紧凑的问题，尤其可应用于井下油水分离、未来深水水下气-液分离、液-液分离等领域，具有广泛的应用价值。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的同向旋流分离器的结构示意图；图2为图1中旋流转换器结构示意图；图3为图1中导向叶片的结构示意图；图中：10-入口管、11-入口管计量计、20-旋流管、30-溢流管、31-溢流管计量计、32-阀门、40-重质相出口管、50-旋流转换器、51-棒体、511-圆柱体、512-半椭圆端、52-导向叶片、521-第一直线段、522-圆弧段、523-第二直线段、60-渐扩管道、100-同向旋流分离器。具体实施方式如图1所示，本专利技术实施例的同向旋流分离器100一般性地包括依次连接的入口管10、旋流管20、溢流管30和重质相出口管40，以及安装在旋流管20中的旋流转换器50。该入口管10通过一端与待分离的混合液的出口连接。这里的混合液可以是气—固、液—固、液—液或气—液的混合物。该旋流管20通过一端与入口管10的另一端连通，旋流管20用于为进入的混合液进行旋转分离提供空间。该旋流转换器50安装在旋流管20内靠近入口管10的一端，其包括棒体51，和安装在棒体51外圆周的导向叶片52，该导向叶片52将流经的混合液体由轴向流动变为圆周向的旋转流动。该溢流管30安装在旋流管20另一端的轴心线上，用于排出分离后的轻质相液体。该重质相出口管40的一端以与旋流管20相切的方式安装在旋流管20安装溢流管30的一端，用于排出分离后的重质相液体。工作时，整个同向旋流分离器100垂直地安装在混合液的排出口上，混合液由入口管10进入旋流管20，进入旋流管20的混合液在旋流转换器50处被改变流向，由轴向的流动变为绕轴心线的圆周旋转流动，混合液在旋转流动过程中，重质相液体在离心力的作用下逐渐被甩到旋流管20的圆周侧壁处，而轻质相液体则聚于旋流管20的轴心线处。在旋流管20的另一端，轻质相液体由位于旋流管20轴心线上的溢流管30流出，而重质相液体则由与旋流管20侧壁相切的重质相出口管40流出。本实施例中，分离后的轻质相液体和重质相液体由同一端流出，两相在旋流管道中沿着相同的轴向向前旋转运动，从而减少双反向旋流运动带来的掺混问题。具体的应用场所可以是井下油水分离、未来深水水下气-液分离、液-液分离等。旋流转换器50可以利用重力自然落在旋流管20的下端，也可以利用相应的固定装置将其固定在旋流管20的指定位置。在本实施例中，溢流管30和重质相出口管40的管径，可以由入口管10处流入的混合液的轻重质比例确定。基本保证重质相出口管40的径向截面面积与旋流管20的径向截面面积之比等于入口管10处重质相的含率。为避免液体流出，旋流管20安装溢流管30的一端为封闭端，而溢流管30插入地安装在该端内，溢流管30插入旋流管20内的长度一般不超过重质相出口管40与旋流管20的连接点，且位于重质相出口管40与旋流管20相交线的最下端附近。重质相出口管40与旋流管20相切的位置应与旋流管20中的旋流流向一致，以保证重质相液体顺利流出。重质相出口管40可以是一个具备90度折角的弯管，其出口端与溢流管30的流出方向相反，使重质相出口管40与入口管10、溢流管30处于同一平面上。为根据流入混合液中轻重相的比例来调控分离后液体的输出，可以在入口管10和溢流管30上分别安装流量计和控制阀。利用入口管流量计11与溢流管流量计31的比值，与入口管10处混合液的轻质相含率的大小进行比较，然后调节溢流管30处阀门32的开度，使两者值相近，从而可以提高同向旋流器100的工作性能。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，该旋流转换器50的棒体51可以为实心结构，其包括中部的圆柱体511，和设置在圆柱体511两端对称的半椭圆端512。整个棒体51为一体成型的流线型结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
两种不同密度介质的同向旋流分离器，包括依次连接的：入口管，用于接收待分离的混合液；旋流管，通过一端与所述入口管连通，用于对进入的所述混合液进行旋转分离；溢流管，安装在所述旋流管另一端的轴心线上，用于排出分离后的轻质相液体；重质相出口管，其一端以与所述旋流管相切的方式安装在所述旋流管的另一端，用于排出分离后的重质相液体；旋流转换器，安装在所述旋流管内靠近所述入口管一端，包括棒体，和安装在所述棒体外圆周的导向叶片，所述导向叶片将流经的混合液体由轴向流动变为圆周向的旋转流动。

【技术特征摘要】
1.两种不同密度介质的同向旋流分离器，包括依次连接的：入口管，用于接收待分离的混合液；旋流管，通过一端与所述入口管连通，用于对进入的所述混合液进行旋转分离；溢流管，安装在所述旋流管另一端的轴心线上，用于排出分离后的轻质相液体；重质相出口管，其一端以与所述旋流管相切的方式安装在所述旋流管的另一端，用于排出分离后的重质相液体；旋流转换器，安装在所述旋流管内靠近所述入口管一端，包括棒体，和安装在所述棒体外圆周的导向叶片，所述导向叶片将流经的混合液体由轴向流动变为圆周向的旋转流动。2.根据权利要求1所述的同向旋流分离器，其中，所述旋流转换器的棒体为实心结构，包括中部的圆柱体，和设置在所述圆柱体两端对称的半椭圆端，所述半椭圆端为一概率曲线函数旋转一周所成，所述概率曲线的高度为所述圆柱体半径的2.5倍。3.根据权利要求2所述的同向旋流分离器，其中，所述导向叶片围绕所述棒体的圆柱体在圆周上均匀分布，包括与所述混合液行进方向相对且与所述旋流管的轴心线平行的第一直线段，与所述第一直线段远离所述混合液行进方向一端相切连接的圆弧段，与所述弧形段另一端相切连接的第二直线段。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴应湘，史仕荧，许晶禹，李华，钟兴福，李东晖，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11