非同心变截面GWF装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非同心变截面GWF装置，主要由装置进口端、装置喷管、连接装置喷管的装置扩压段和装置出口端依序一体构成，其中装置喷管依序由其收缩段、喉部、扩张段和工作段一体构成；与现有同心圆截面GWF装置不同，本发明专利技术抛弃了原装置喷管段的同轴心圆形横截面设计，创新为非同轴心变形截面结构设计，使喷管流道各横截面每个区域都产生附加的离心力，增大增强了离心力对液滴的离心作用，消除了旋转动量较小的涡旋滞止区，对天然气的分离回收效率不仅远远高于J‑T阀、透平膨胀机，与同心圆截面GWF装置相比，也明显表现出具有突出的优势。

Non concentric variable cross-section GWF device

The invention discloses a non-concentric variable cross-section GWF device, which is mainly composed of a device inlet end, a device nozzle, a device nozzle connecting the device nozzle, a device diffuser and a device outlet end in sequence, wherein the device nozzle is composed of a contraction section, a throat section, a expansion section and a working section, which are different from the existing concentric circular cross-section GWF device. The invention abandons the design of the coaxial circular cross section of the nozzle section of the original device and innovates the design of the non-coaxial deformed cross section structure, so that the additional centrifugal force is generated in each section of the nozzle passage, the centrifugal effect of the centrifugal force on the droplets is increased and strengthened, and the vortex stagnation region with small rotational momentum is eliminated. The separation and recovery efficiency of natural gas is not only much higher than that of J_T valve and turbine expander, but also has obvious advantages over GWF with concentric circular section.

【技术实现步骤摘要】
非同心变截面GWF装置
本专利技术属于气体分离与液化装置，特别是一种大幅度提高分离效率的非同轴心变形截面可控涡型高速涡旋流动气体分离装置，为记述方便将其简称为非同心变截面GWF装置，适用于天然气、石油化工、冶金、医疗及纯净水等需要进行气体净化液化行业应用的先进技术设备。
技术介绍
目前在天然气、石油化工、冶金、医疗及纯净水等各行业的实际工程应用中，气体分离和液化主要有两种技术方法。一种是广泛应用的膨胀机制冷的低温分离法。这种方法是对已具有或压缩到一定压力的气体，先通过换热器降温并以适当方式脱水，然后经膨胀机膨胀深度降温，再进入单一气体自循环内制冷工艺，最终达到气液分离或气体液化的目的。目前应用的另一种与之更近似的自循环内制冷方法是采用J-T阀(焦耳-汤姆效应)工艺，也可以达到气液分离的目的。这两种技术方法的主要缺点是：装置的结构及工艺流程复杂、制造和运行成本高、分离及液化效率受进口气源工况变化的影响较大。为解决这些问题，申请人专利技术了“高速涡旋流动气体分离及液化装置”，简称为同心圆截面GWF装置，并获得了专利权ZL200820063624.8。这个装置的运营实踐证实：在装置出口端温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非同心变截面GWF装置，主要由装置进口端(1)、装置喷管(3、4、5、6)、连接装置喷管的装置扩压段(7)和装置出口端(9)依序一体构成，其中装置喷管依序由其收缩段(3)、喉部(4)、扩张段(5)和工作段(6)一体构成；装置进口端(1)连接高压气源，将具有一定压力、温度、流量和气体组份的原料气体输入装置进口端，在装置进口端(1)的圆管形流道上设置涡旋导流器(2)，使沿着流道轴向流动的原料气体转变为涡旋运动，成为具有轴向、圆周切向和径向离心运动的涡旋气流，进入装置喷管后气体在收缩段(3)和喉部(4)被迅速降压加速，再以高速甚至超音速进入扩张段(5)使气流快速绝热膨胀加速，同时压力及温度快速降...

【技术特征摘要】
1.非同心变截面GWF装置，主要由装置进口端(1)、装置喷管(3、4、5、6)、连接装置喷管的装置扩压段(7)和装置出口端(9)依序一体构成，其中装置喷管依序由其收缩段(3)、喉部(4)、扩张段(5)和工作段(6)一体构成；装置进口端(1)连接高压气源，将具有一定压力、温度、流量和气体组份的原料气体输入装置进口端，在装置进口端(1)的圆管形流道上设置涡旋导流器(2)，使沿着流道轴向流动的原料气体转变为涡旋运动，成为具有轴向、圆周切向和径向离心运动的涡旋气流，进入装置喷管后气体在收缩段(3)和喉部(4)被迅速降压加速，再以高速甚至超音速进入扩张段(5)使气流快速绝热膨胀加速，同时压力及温度快速降低使其部分的组份冷凝成液滴，进入喷管工作段(6)后继续冷凝，液滴尺寸不断增大，含有液滴的涡旋气体在离心力作用下，将液滴抛向工作段(6)的壁面，并将分离出的液体由设置在喷管工作段(6)尾部壁面上的分离口(10)管路引出，分离出液体后的原料气进入装置的扩压段(7)，气流通过扩压段(7)速度降低，恢复了一部分原来进口端(1)的压力，通过设置在扩压段(7)末端的转向装置(8)，将气流的旋转流动恢复为轴向流动，最后由装置出口端(9)将分离后的气体输出至应用气体的管网，其特征在于：①装置进口端(1)与出口端(9)的气体压力比，决定喷管流道内的原料气体的冷凝速度，为在喷管流道(5、6)内形成足够大的液滴，要求喷管流道内原料气体的冷凝速度在-40000℃/s到-20000℃/s之间，这种冷凝速度可以使在喷管流道(5、6)内流动的原料气体同时脱水和脱烃(碳-3以上的烴油)，依此数据合理设计装置进、出口两端的气体压力比；②喷管流道收缩段(3)的体积和气体密度以及喷管流道喉部(4)口径大小，决定了由喉部(4)进入喷管流道扩张段(5)和工作段(6)的气体速度是高速还是超音速，从而决定装置处理原料气体的效率；③涡旋导流器(2)，使气体涡旋流动产生的离心加速度不低于105m/s2，将在喷管流道扩张段(5)和工作段(6)内冷凝形成的液滴，加速抛向喷管流道扩张段(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫家义，刘一维，
申请(专利权)人：闫家义，刘一维，
类型：发明
国别省市：四川,51