一种依靠重力回流的油水分离试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于油水分离技术领域，具体涉及一种依靠重力回流的油水分离试验装置。包括水供应系统、油供应系统、溢流油箱、温度测量系统、流量测量系统、压力测量系统、图像采集系统、采样系统和数据采集系统。本发明专利技术利用重力分离和回流的原理，采用溢流油箱和水箱的溢流管线，能够在实验过程中及时回收大部分油工质，保证实验过程的可持续性；采用溢流油箱和隔离水箱的设计，保证了实验中工质的清洁性；通过在不同位置设置取样口可以及时检测不同流动参数条件下油水分离器的分离效果；利用可视化观察可以有效确定分离器内不同工况下油水两相的分布状态。本试验装置结构简单，测量精度高，适用于不同形式的离心式分离器的性能研究和结构优化。

An Oil-Water Separation Test Device Relying on Gravity Reflux

The invention belongs to the technical field of oil-water separation, in particular to an oil-water separation test device relying on gravity reflux. It includes water supply system, oil supply system, overflow tank, temperature measurement system, flow measurement system, pressure measurement system, image acquisition system, sampling system and data acquisition system. The invention utilizes the principle of gravity separation and reflux, adopts the overflow pipeline of overflow tank and water tank, and can recover most of the oil working substances in time during the experiment process to ensure the sustainability of the experiment process; adopts the design of overflow tank and isolation water tank to ensure the cleanliness of the working substances in the experiment; and sets up the working substances in different locations to ensure the cleanliness of the working substances in the experiment. Sampling port can detect the separation effect of oil-water separator under different flow parameters in time. Visual observation can effectively determine the distribution of oil-water two-phase in the separator under different working conditions. The test device has simple structure and high measurement accuracy, and is suitable for performance study and structure optimization of different types of centrifugal separators.

【技术实现步骤摘要】
一种依靠重力回流的油水分离试验装置
本专利技术属于油水分离
，具体涉及一种依靠重力回流的油水分离试验装置。
技术介绍
在石油和化学工业中经常会遇到油水混合物在管内流动的情况，而油、水分离的过程往往是生产中必不可少的环节。近年来人们研究开发出不少油水分离装置，其中，采用离心技术的油水分离器往往体积更小，更适合在生产过程中使用。对于采用离心技术的油水分离器来说，由于产生离心力的方法和分离器的结构参数不同，其分离效果和适用的流量范围也是不同的，这就需要采用专门的试验装置对其性能进行综合评价，并确定优化和改进的方向。目前，专利和文献中公开了一些油水分离设备及其试验装置，但主要以重力分离设备的研究为主。与重力分离设备不同的是，离心式分离设备往往在排油口排出的是油水混合物，且存在一定的乳化现象，为保证试验的可持续性和测量数据的准确性，需要在实验过程中对油工质进行连续回收，并防止乳化液和水进入油箱造成测量误差。现有的试验装置往往无法从根本上解决这些问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、操作灵活方便、自动化程度高的依靠重力回流的油水分离实验装置。一种依靠重力回流的油水分离实验装置，包括：水箱1、水泵2、涡轮流量计3、入口调节阀4、油水混合器5、试验段7、出口调节阀10、油箱19、油泵21、质量流量计22、油量调节阀23、溢流油箱28、热电偶6及流量测量系统、压力测量系统、图像采集系统、采样系统和数据采集系统，通过管线依次连接油水混合器、入口调节阀、涡轮流量计、水泵、水箱，构成装置水回路，通过管线依次连接油水混合器、油量调节阀、质量流量计、油泵、油箱，构成装置油回路，试验段下出口通过管路与溢流油箱的左侧相连，上出口通过管路与溢流油箱的右侧相连，每一个排油管线上都有一个取样调节阀24与流量调节阀25，实验管顶部端口通过管路连接水箱，管路上有出口调节阀10与取样调节阀11，底部端口通过管路连接油水混合器5，在垂直高度上，溢流油箱28的位置高于油箱19，低于试验段7的下排油口。所述水箱1与油泵21之间设有连接管线，并通过水箱切换阀33控制，油箱与油泵之间的连接管线设置有油箱切换阀20。所述试验段7、油箱19和溢流油箱28均采用透明材质制成，油箱下部设有排污阀29，实验管左边有高速摄影仪34。所述溢流油箱28包括流体入口35、出油口36、底部出口37、竖直挡板38、溢流挡板39、中间隔板40、清洗口41，溢流调节阀31，溢流调节阀位于溢流油箱上部，中间隔板将溢流油箱分割为左右等容积的两部分，两部分内部均有容积标尺30；流体入口在溢流油箱的竖直壁面上低于溢流挡板的位置，出油口在溢流油箱的竖直壁面上高于溢流挡板的位置。所述竖直挡板38嵌入中间隔板的凹槽内，并分别与中间隔板、溢流挡板、以及溢流油箱的壁面连接并粘合，保证密封性；溢流挡板沿中心线下凹形成对折结构，在溢流油箱内部从前向后倾斜布置，下端与中间隔板连接，前端与竖直挡板连接，其余各面与溢流油箱的各壁面连接，所有连接面粘合并保证密封性。所述水箱1内部分成清水箱13和污水箱12两部分，清水箱和污水箱内均有水位计14、15；污水箱的底部设有排污管；污水箱上部设有溢流管线。所述压力测量系统包括压力传感器8，压差传感器9，热电偶和压力传感器位于试验段入口处，压差传感器位于实验段两端。本专利技术的有益效果在于：本专利技术利用重力分离和回流的原理，采用溢流油箱和水箱的溢流管线，可以在实验过程中及时回收绝大部分的油工质，保证实验过程的可持续性；采用溢流油箱和隔离水箱的设计可以保证实验中工质的清洁性，防止乳化液对实验过程的影响，保证实验精度；利用溢流油箱上的容积标尺可以对比不同工况下分离器各引出口的排油量，为分离器的结构优化提供重要依据；通过在不同位置设置取样口可以及时检测不同流动参数条件下油水分离器的分离效果，给出分离器的适用条件；利用可视化观察和高速摄像技术可以有效确定分离器内不同工况下油水两相的分布状态，为分离器的优化设计提供可靠的参考依据；可以在保证测量精度的前提下使用少量的油完成长时间的持续实验研究。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中溢流油箱的结构示意图；图3是本专利技术中水箱的结构示意图。具体实施方式下面结合附图1-3对本专利技术做进一步描述：如附图1所示，整体结构主要由水箱1，水泵2，涡轮流量计3，入口调节阀4，油水混合器5，热电偶6，试验段7，压力传感器8，压差传感器9，出口调节阀10，取样调节阀11，污水箱12，清水箱13，水位计14、15，自来水调节阀16，排污阀17，水箱溢流调节阀18，油箱19，油箱切换阀20，油泵21，质量流量计22，油量调节阀23，分离器引出口取样调节阀24、24’，分离器引出口流量调节阀25、25’，油水混合物容纳箱26、27，溢流油箱28，溢流油箱排污阀29、29’，溢流油箱容积标尺30、30’，溢流调节阀31、，油箱排污阀32，水箱切换阀33，高速摄影仪34构成。用于离心式油水分离器性能试验时，其技术方案是：实验前依据油的种类和颜色向油箱19中适当加入染色剂以区分油和水两种工质；观察油箱底部是否存在水或乳化液，如有则关闭油箱切换阀20，打开油箱排污阀32，排出水及乳化液，确保实验工质的纯净。启动水泵2使清水箱13中的水流经涡轮流量计3、并经入口调节阀4调节流量后进入油水混合器5；启动油泵21使油箱19中的油经过质量流量计22、并经油量调节阀23调节流量后也进入油水混合器5。油水充分混合后经管道进入试验段7进行油水分离实验，在试验段7的入口处由热电偶6测量油水混合物的温度，由压力传感器8测量入口压力，由压差传感器9测量试验段的压降，通过压力和温度等参数的测量可分别计算出油和水的密度及粘度；试验时除进行可视化观察外，由高速摄影仪34记录下油水分离过程的影像资料作为油水分离器性能评价和优化改进的基础依据。进过分离后的工质流入污水箱12，并由取样调节阀11的支路进行采样化验，确定分离后水中的含油量。实验中，通过水位计14、15观测污水箱和清水箱中的水位，如清水箱中水位过低则打开自来水调节阀16进行补水，如污水箱中水位过高则打开排污阀17排出污水，如污水箱中油层较厚则利用水箱溢流调节阀18排出表面浮油并注入油箱19中再次循环。经试验段分离出的油及少量的水和乳化液分别经由分离器的上、下引出口及连接管道分别进入溢流油箱28内部的油水混合物容纳箱26、27，并利用分离器引出口取样调节阀24、24’进行取样化验，确定油水比例。利用溢流油箱容积标尺30、30’分别记录单位时间内排入油水混合物容纳箱26、27内的流体总体积及可见油体积，估算混合液的总体积流量及油水比例，通过与采样化验结果对比，分析油的乳化程度；对比两个引出口的排液量及排油量，为分离器的优化设计提供依据。在实验过程中，通过调节溢流油箱排污阀29、29’的开度，使液位上升或下降，从而使溢流油箱28中的油在重力的作用下通过管道流回油箱19中继续循环。如附图2所示，溢流油箱结构包括：溢流油箱流体入口35、35’，溢流油箱出油口36，溢流油箱底部出口37、37’，竖直挡板38，溢流挡板39，中间隔板40，溢流油箱清洗口41、41’。溢流油箱的内部容积由竖直挡板38，溢流挡板39和中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种依靠重力回流的油水分离实验装置，包括：水箱(1)、水泵(2)、涡轮流量计(3)、入口调节阀(4)、油水混合器(5)、试验段(7)、出口调节阀(10)、油箱(19)、油泵(21)、质量流量计(22)、油量调节阀(23)、溢流油箱(28)、热电偶(6)及流量测量系统、压力测量系统、图像采集系统、采样系统和数据采集系统，其特征在于：通过管线依次连接油水混合器、入口调节阀、涡轮流量计、水泵、水箱，构成装置水回路，通过管线依次连接油水混合器、油量调节阀、质量流量计、油泵、油箱，构成装置油回路，试验段下出口通过管路与溢流油箱的左侧相连，上出口通过管路与溢流油箱的右侧相连，每一个排油管线上都有一个取样调节阀(24)与流量调节阀(25)，实验管顶部端口通过管路连接水箱，管路上有出口调节阀(10)与取样调节阀(11)，底部端口通过管路连接油水混合器(5)，在垂直高度上，溢流油箱(28)的位置高于油箱(19)，低于试验段(7)的下排油口。

【技术特征摘要】
1.一种依靠重力回流的油水分离实验装置，包括：水箱(1)、水泵(2)、涡轮流量计(3)、入口调节阀(4)、油水混合器(5)、试验段(7)、出口调节阀(10)、油箱(19)、油泵(21)、质量流量计(22)、油量调节阀(23)、溢流油箱(28)、热电偶(6)及流量测量系统、压力测量系统、图像采集系统、采样系统和数据采集系统，其特征在于：通过管线依次连接油水混合器、入口调节阀、涡轮流量计、水泵、水箱，构成装置水回路，通过管线依次连接油水混合器、油量调节阀、质量流量计、油泵、油箱，构成装置油回路，试验段下出口通过管路与溢流油箱的左侧相连，上出口通过管路与溢流油箱的右侧相连，每一个排油管线上都有一个取样调节阀(24)与流量调节阀(25)，实验管顶部端口通过管路连接水箱，管路上有出口调节阀(10)与取样调节阀(11)，底部端口通过管路连接油水混合器(5)，在垂直高度上，溢流油箱(28)的位置高于油箱(19)，低于试验段(7)的下排油口。2.根据权利要求1所述的依靠重力回流的油水分离试验装置，其特征在于：所述水箱(1)与油泵(21)之间设有连接管线，并通过水箱切换阀(33)控制，油箱与油泵之间的连接管线设置有油箱切换阀(20)。3.根据权利要求1所述的依靠重力回流的油水分离试验装置，其特征在于：所述试验段(7)、油箱(19)和溢流油箱(28)均采用透明材质制成，油箱下部设有排污阀(29)，实验管左边...

【专利技术属性】
技术研发人员：范广铭，阎昌琪，王建军，王刚，徐浚修，曾晓波，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23